Терагерцеве випромінювання є надзвичайно корисним, але, традиційно, складним і дорогим для отримання. Але вчені TU Wien (державний навчальний заклад в Австрії) придумали нове джерело терагерцевого випромінювання, яке, як вони стверджують, долає рекорди за ефективністю та шириною його спектру, генеруючи діапазон довжин хвиль по всій смузі терагерців.
Як і рентгенівські промені, терагерцеве випромінювання або Т-промені можуть легко проходити через матеріали. Але на відміну від рентгенівських променів, терагерцеве випромінювання є безпечним. Розташоване між радіохвилями та інфрачервоним світлом в електромагнітному спектрі, воно не іонізує, а його невелика енергія фотонів не шкодить живій тканині чи ДНК.
Прорив відбувся, коли досліджували інфрачервоні кінці променю. Пропускаючи інфрачервоні випромінювання лазера через так звану "нелінійну середу", частота випромінювання подвоюється. (Матеріалами для нелінійних середовищ, про які йдеться мова, були кристали, складені з селеніду галію та телуриду цинку.)
Цю хвилю більш високої частоти потім додають до звичайного інфрачервоного лазера, створюючи нову хвилю з дуже особливим асиметричним електричним полем, яке, згідно з прес-релізом TU Wien, "досить інтенсивне, яке здатне вирвати електрони з молекул повітря". створюючи плазму яка світиться. Поле збуджує в повітрі електрони, виробляючи широку смугу терагерцевого випромінювання короткими різкими імпульсами.
Хоча лише 2-3 відсотка необхідної енергії перетворюється на корисне терагерцеве випромінювання, дослідники кажуть, що це на порядок краще, ніж інші джерела. Досягнуто енергетичного рівня, що наближається до 200 мкДж (мікрожоулів).
«Первісні експерименти з кристалами телуриду цинку вже показують, що терагерцеве випромінювання чудово підходить для відповіді на важливі питання матеріалознавства абсолютно по-новому», — заявив у прес-релізі Андрій Балтуска від TU Wien. «Ми переконані, що цей метод має велике майбутнє».
Дослідницька команди припускає, що ця робота може призвести до відносно доступних застосувань терагерцевого випромінювання, побудованих на більш доступних лазерних системах «стільниця».
Якщо припустити, що прорив ефективності заклинає потенційно дешевше терагерцеве випромінювання, воно може одного дня означати розширення його поточного використання, особливо в безпеці та медичному світі. Не без суперечок, воно використовується для перевірок безпеки в деяких аеропортах, оскільки дозволяє співробітникам служби безпеки ідентифікувати предмети під одягом пасажирів. Дерево, папір і пластик також прозорі, що стосується T-Rays.
У медичному плані терагерцева радіація мала успіх у ранньому виявленні різних видів раку, включаючи рак молочної залози, рак товстої кишки та рак шкіри. Його також застосовують у візуалізації стоматології.
Дослідження команди були опубліковані в журналі Nature Communications і доступні для читання в Інтернеті.
Якщо вам цікаві новітні розробки в науковій та технічній сфері, підпишіться на електронну версію нашого журналу. 
Там ви знайдете ексклюзивні матеріали, які не були опубліковані на нашому сайті!