Версия для слабовидящих
Импульсные терагерцовые «гребенки» из микрочипа помогут в поиске взрывчатки Печать Email
Новости об инновациях
25.05.2016

Исследователи из Массачусетского Технологического Института разработали терагерцовый квантово-каскадный лазер размером с компьютерный чип. Первые тесты позволили получить спектры излучения с высоким соотношением сигнал/шум всего за 100 микросекунд, что, по словам авторов, позволит использовать источники в импульсном режиме. Поскольку терагерцовое излучение способно легко проникать сквозь препятствия, оно может использоваться для поиска, к примеру, спрятанной взрывчатки. Исследование опубликовано в журнале Optica, кратко о нем сообщает пресс-релиз MIT.

Квантово-каскадные лазеры отличаются от традиционных полупроводниковых внутренним строением и принципом генерации излучения. Они состоят из большого количества тонких слоев полупроводников, формирующих периодичную гетероструктуру-«сандвич». Она создает для электрона некое подобие ступенчатой лестницы, перемещение вдоль которой требует, в частности, туннелирования. Из-за такой структуры за время движения один электрон может испустить несколько квантов света, поэтому квантово-каскадные лазеры могут обладать квантовой эффективностью больше 100 процентов.

В новой работе авторы использовали сразу два каскадных лазера на основе слоев арсенида галлия и арсенида галлия-алюминия для генерации излучения. Исследователям удалось подобрать параметры слоев в лазерах и самих лазеров таким образом, что спектр получаемого излучения состоял из отдельных пиков, расположенных с равным шагом в гигагерцовом диапазоне волн. При этом ученым удалось показать, что создавать такие «гребенки» можно в импульсном режиме. Это позволяет справиться с важной для терагерцовых лазеров проблемой охлаждения.

Активная среда квантово-каскадного лазера в представлении художника. Yan Liang/L2Molecule.com

Ученые протестировали новый источник на эталонном образце арсенида галлия. Способность эталона поглощать терагерцовое излучение можно предсказать теоретически. Экспериментальные результаты оказались близки к предсказанным. 

По словам независимого эксперта, Джерарда Высоцки из университета Принстона, авторы впервые создали компактные терагерцовые источники способные создавать «гребенки».

«Это прорывная работа. Подобные источники раньше не были доступны в терагерцовом диапазоне» — заключает ученый. Высоцки отмечает важность того, что новый прибор позволяет получать спектры высокого разрешения в импульсном режиме. «Это первый шаг к созданию терагерцовых химических сенсоров».

Ранее на получение терагерцовых спектров пропускания уходило порядка 15–30 минут. Это связано с тем, что исследование пропускания излучения с каждой конкретной длиной волны требовало «механической» перестройки прибора. Новый лазер может уменьшить это время на несколько порядков.

Терагерцовое излучение относится к длинам волн от 0,1 до 1 миллиметра. Оно легко проходит сквозь большинство диэлектриков, что позволяет использовать его для анализа образцов, прямого доступа к которым у исследователей нет. Кроме того, ранее физики из Калифорнийского технического института предложили применять источники терагерцовых «гребенок» для повышения точности радиотелескопов-интерферометров.

Автор:Владимир Королёв

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2016/impulsnye-teragertsovye-grebenki-iz-mikrochipa-pomogut-v-poiske-vzryvchatki

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта