Созданы волноводы для терагерцового излучения

Профессор университета штата Юта (США) Аджай Нахата (Ajay Nahata) совместно со своими двумя аспирантами Веньци Чжу (Wenqi Zhu) и Амитом Агравалом (Amit Agrawal) представил в журнал Optics Express работу с описанием эксперимента по созданию волновода для терагерцового излучения, сообщает PhysOrg.

Терагерцовое излучение, занимающее частотный диапазон от 0,1 до 10 ТГц, в последнее время привлекает особое внимание ученых и инженеров. Ажиотажу в этой области способствовали разработки новых способов генерации излучения в этом диапазоне, которые позволили создать компактные и недорогие устройства для неразрушающего контроля.

Излучение в терагерцовом диапазоне может быть использовано и в ряде других приложений, среди которых наиболее перспективными представляются вычислительные устройства и системы телекоммуникаций. Использование терагерцовых излучений могло бы существенно увеличить скорость распространения сигнала в этих системах.

Нерешенной до последнего времени оставалась проблема управления терагерцовым излучением. Американским исследователям удалось найти новое простое решение. Оказывается, для задания направления распространения терагерцовых волн достаточно сделать прямоугольные отверстия размером 500 мкм на 50 мкм на поверхности фольги из нержавеющей стали толщиной 625 мкм. Тогда излучение не будет выходить за пределы канала шириной 2 мм от линии, соединяющей отверстия. По вертикали также нет значительного удаления от поверхности фольги (не более 1,69 мм).

Помимо самой способности сигнала распространяться вдоль линии с перфорацией, ученым удалось наблюдать в эксперименте возможности расщепления и слияния сигнала и передачи его по кривой линии. Еще один интересный результат заключался в том, что из широкого спектра излучения распространялся по волноводу лишь сигнал с частотой 0,3 ТГц. Однако оказалось, что эту частоту можно изменить, если увеличить или уменьшить расстояние между отверстиями.

Ученые объясняют свои результаты распространением поверхностных плазменных волн (называемых также поверхностными плазмонами), которые аналогичны фотонам в оптическом диапазоне или электронам в проводниках. Дальнейшая разработка устройств, использующих новые принципы, потребует не менее десяти лет, считает проф. Нахата.