Терагерцовое излучение побило рекорд эффективности

Терагерцовое излучение чрезвычайно полезно, но его сложно и дорого генерировать. Но физики из TU Wien придумали новый источник терагерцового излучения, который, как они утверждают, бьет рекорды по эффективности и широте его спектра, генерируя волны в терагерцовом диапазоне.

Как и рентгеновские лучи, терагерцовое излучение или Т-лучи может легко проходить сквозь материалы.

Но в отличие от рентгеновских лучей, терагерцовое излучение безопасно. Расположенное между радиоволнами и инфракрасным светом в электромагнитном спектре, оно не ионизирует, а его скромная энергия фотонов не наносит вреда живой ткани или ДНК.

Прорыв команды ученых произошел благодаря сосредоточению усилий на инфракрасном конце диапазона.

При пропускании инфракрасного лазерного излучения через так называемую «нелинейную среду» частота излучения удваивается (используются кристаллы, состоящих из селенида галлия и теллурида цинка).

Эта высокочастотная волна затем добавляется к обычному инфракрасному лазеру, создавая новую волну с очень специфическим асимметричным электрическим полем, которое, согласно пресс-релизу TU Wien, «достаточно интенсивно, чтобы вырывать электроны из молекул воздуха», создавая светящуюся плазму.

Поле возбуждает электроны в воздухе, создавая широкую полосу терагерцового излучения короткими резкими импульсами.

Хотя только 2,3 процента необходимой энергии преобразуется в полезное терагерцовое излучение, исследователи говорят, что это на несколько порядков лучше, чем у других источников.

«Первоначальные эксперименты с кристаллами теллурида цинка уже показали, что терагерцовое излучение превосходно подходит для того, чтобы совершенно по-новому ответить на важные вопросы материаловедения», — говорят ученые в пресс-релизе. «Мы уверены, что у этого метода большое будущее».

Исследователи предполагают, что их работа может привести к относительно доступным приложениям с терагерцовым излучением, построенным на более доступных «настольных» лазерных системах.

Если предположить, что будет достигнут прорыв в области терагерцового излучения, это может однажды означать расширение его текущего использования, особенно в сфере безопасности и медицины.