laser-terahercowy-badania

Naukowcom udało się zbudować sensowny laser terahercowy

Promieniowanie terahercowe, upchnięte pomiędzy mikrofalami i podczerwienią jest niezwykle trudne do wykorzystania w jakikolwiek sensowny sposób. Zespół badaczy z Harvardu i DEVCOM Army Research Lab twierdzi jednak, że wie, jak zmienić ten stan rzeczy.

— Elektroniczne źródła [promieniowania] stają się coraz słabsze wraz ze wzrostem częstotliwości. Tak więc [chociaż] zasięg mikrofal jest bardzo dobry… kiedy wchodzisz powyżej 100 gigaherców [0,1 THz], moc po prostu spada jak szalona – tłumaczy Henry Everitt z DEVCOM Army Research Lab

Z drugiej strony, optyczne źródła promieniowania (na przykład lasery podczerwone) pogarszają się wraz ze spadkiem częstotliwości. Promieniowanie terahercowe poniekąd łączy oba te problemy. Podczas swoich badań na tą częstotliwością, Everitt uznał, że korzystanie z widma terahercowego musi „być czymś więcej niż tylko elektroniką czy tylko optyką”.

Laser terahercowy – jak to działa?

W poszukiwaniu praktycznego źródła dla tego zakresu widma Everitt wraz z kolegami z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) zademonstrował laser terahercowy, który jest kompaktowy, działa w temperaturze pokojowej i można go regulować w dość szerokim zakresie — to cechy, z którymi borykały się wcześniejsze rozwiązania.

Jak widać na powyższym schemacie układu doświadczalnego: w roli dzielnika wiązki zastosowano pozłacany wafel krzemowy, który odbijał niewielką część wiązki do referencyjnego ogniwa z gazem, podczas gdy reszta wiązki trafiała do wnęki terahercowej. Wykorzystanie kwantowego lasera kaskadowego pozwoliło też na dość znaczne pomniejszenie całej aparatury.

— Gwarantuję, że gdy technologia terahercowa dojrzeje, będzie cieszyć się dużym zainteresowaniem – dodaje naukowiec.

Zastosowanie promieniowania terahercowego sprawdzi się np. w technologiach komunikacyjnych o dużej przepustowości, czy też w radarach o wysokiej rozdzielczości.

— Im wyższa częstotliwość nośna, tym większą przepustowość można w niej zmieścić – tłumaczy Everitt

Czytaj również: Najjaśniejszy laser w historii będzie 10 tys. razy jaśniejszy od obecnego rekordzisty

Oprócz tego promieniowanie terahercowe można wykorzystać do detekcji wielu rodzajów cząsteczek, które na ogół mają bardzo charakterystyczne sygnatury w w tym zakresie promieniowania. Everitt sam przyznaje, że kilka rzeczy wymaga jeszcze dopracowania. Promieniowanie terahercowe może mieć ograniczony zasięg ze względu na absorpcję atmosferycznej pary wodnej. Ale naukowiec uważa, że ​​jest to kolejna właściwość tego rodzaju promieniowania, a nie jego wada.

— Teraherc jest w rzeczywistości bardzo korzystny, ponieważ tłumienie atmosferyczne zapobiega ciągłemu promieniowaniu – dodaje.