Лазерный мир

Терагерцовые излучатели — неотъемлемая часть современной медицины, систем проверок багажа в аэропортах и промышленных цехов. Новый эффективный источник терагерцового излучения обновил сразу ряд рекордов: например, по производительности и по ширине спектра.

Оно с легкостью проникает сквозь материалы, но, в отличие от рентгеновского, безопасно для человека.

Однако с технической точки зрения его очень сложно генерировать, так как оно расположено в области труднодоступных частот между двумя хорошо известными областями. Излучение с более высокой частотой можно создавать с помощью обычных твердотельных лазеров. Низкочастотное излучение, с другой стороны, используется в мобильных коммуникациях и распространяется через антенны, рассказывает EurekAlert.

Ученым из Венского технического университета удалось создать источник такого излучения, установив попутно несколько рекордов: по производительности и по ширине спектра. Он выдает различные длины волн по всему терагерцовому спектру, что открывает возможность создания коротких радиационных импульсов крайне высокой интенсивности.

Отправной точкой для исследователей стало излучение уникального инфракрасного лазера, который был разработан в венском институте. Свет лазера направляется сквозь так называемую нелинейную среду. В этом материале ИК-излучение модифицируется, и часть его преобразуется в излучение с удвоенной частотой.

«Теперь у нас есть два разных типа ИК-излучения. Они находятся в суперпозиции. Это создает волну с электрическим полем весьма специфической асимметричной формы», — объяснила Клаудия Голнер из Института фотоники Венского университета.

Электромагнитная волна достаточно интенсивна, чтобы вырывать электроны из молекул воздуха. Воздух превращается в пылающую плазму. Особая форма электрического поля волны ускоряет электроны так, что они дают желаемое терагерцовое излучение.
Метод австрийских ученых крайне эффективен — 2,3% потребляемой энергии преобразуется в терагерцовое излучение — это на порядки больше, чем могут другие методы. В итоге ТГц энергия достигает 200 мкДж.

«Впервые станет доступен терагерцовый источник излучения крайне высокой интенсивности, — объяснил Андрюс Балтуска, глава исследовательской группы. — Первоначальные эксперименты с кристаллами цинка — телллурида уже показали, что терагерцовое излучение отлично подходит для поиска ответов на важные вопросы материаловедения. Мы убеждены, что у этого метода большое будущее».

Источник: https://hightech.plus/2020/01/22/avstriiskie-fiziki-razrabotali-rekordnii-teragercovii-izluchatel