Terahertz

A terahertz frekvenciasáv elektromágneses hullámokat jelöl, amelyek 100  GHz-től (vagy a referenciáktól függően 300  GHz-től ) 30 THz- ig  terjednek . Közepes a mikrohullámú és az infravörösnek megfelelő frekvenciák között .

Meghatározás

A „terahertz” frekvenciatartomány ( THz , 1 THz = 10 12  Hz) körülbelül 100 GHz- ről 30 THz- re terjed ki  , azaz körülbelül 0,01 mm és 3  mm közötti hullámhosszon  . Történelmileg ismert a távoli infravörös terminológia alatt, de ma is megtalálható T-sugár néven . Nem található az elektromágneses spektrum közötti infravörös ( optikai tartomány ), és mikrohullámú sütő ( rádióelektromos domént ).

A 100 GHz alatti sávot  általában rádióelektromosként határozzák meg, míg a 30 THz feletti frekvenciákat általában infravörösként határozzák meg, de ezek a határok nincsenek szabványosítva, mert ez csak a nyelv vagy a technológia megváltoztatása, és nem a természet változása.

Tulajdonságok

A terahertz sugárzásnak erős áthatoló ereje van. Lehetséges, hogy sok nem vezető anyagot láthat, amelyek nem tartalmaznak vizet (például ruházat, papír, fa, karton, műanyagok stb.). Alacsony energiájúak és nem ionizálódnak (1  THz 4,1  meV fotonenergiának felel meg , azaz lényegesen kevesebb, mint a szobahőmérsékleten bekövetkező termikus aktiválási energia), ami eleve nem teszi őket nagyon károsnak.

A víz THz frekvenciákon történő erős abszorpciója a biológiai minták és a THz hullámok közötti erős kölcsönhatásról tanúskodik. Sőt, ezek a hullámok hozott vibrációs / forgási a poláris víz molekulák és gerjeszti a kötvények alacsony intermolekuláris energia ( hidrogénkötés ...) belül a víz, fehérjék ... Így jelennek sok alkalmazás a THz spektroszkópia a biológiai területen például a tanulmány a hidratációs és konformáció fehérjék, DNS-hibridizáció , bizonyos rákos sejtek (abnormálisan vízben gazdag) kimutatása ...

Alkalmazások

Terahertzben frekvenciákat használják, ugyanúgy, mint az infravörös, az rádiócsillagászati , bolygóműves radiometria és időjárási hangzású.

Ezen a területen számos alkalmazás lehetséges, és az első teszteket sikerrel hajtották végre.

Valójában az alacsony energiájú és nem ionizáló szempont számos lehetőséget nyit meg ennek a sugárzásnak a speciális spektroszkópiai tulajdonságai alapján, amelyek különösen az orvostudomány és a biztonság területén használhatók fel.

A terahertzes mező más lehetséges alkalmazásokat talál a nagysebességű távközlés, a vezeték nélküli hálózatok, a radar, a környezeti monitorozás, az orvosbiológiai vizsgálatok, az anyagok és eszközök jellemzése, a gáz- vagy szennyezőanyag-felderítés, a terrorizmus elleni harc, a csillagászati ​​megfigyelés stb. Területén.

Mostanában (2010. február), terahertz hullámokat használtak a repülőtér biztonsága érdekében (pl. Domodedovo Nemzetközi Repülőtér , Moszkva vagy sok amerikai repülőtér). Az utas belép egy hengerbe, és egy mozgó rész ilyen hullámokkal "beolvassa". Ezeket a hullámokat nem blokkolják a ruhák (amelyek nem tartalmaznak vizet vagy fémet, és ezért átlátszóak ennek a sugárzásnak), ezáltal az utas valóban levetkőzöttnek tekinthető. A klasszikus kapuval szemben az az előny, hogy sokkal gyorsabbá teszi az ellenőrzéseket (nem kell levenni a cipőjét vagy tapintani). A potenciális hiba, amely ma nem okoz némi vitát, az, hogy az utasok magánszférája sérül.

Technológia

Jelenleg jelentős kutatási erőfeszítések folynak megfelelő források és detektorok kifejlesztése érdekében, amelyek egyúttal megfelelnek az integrálhatóság, a hangolhatóság és az alacsony költség kritériumainak. A terahertz domént szubmilliméter hullámhosszak jellemzik. A mikroelektronikában milliméteres hullámhosszakon alkalmazott technikákat kibővítik az integrált képalkotó rendszerek alacsony költségű megvalósítása érdekében.

Források

Detektorok

Antennák

Megjegyzések és hivatkozások

  1. THz plazma hullámemisszió
  2. http://www.opto.univ-montp2.fr/~chusseau/publications/intro/Publis/JNOG03/Gaubert-JNOG.pdf
  3. Átlátszó anyag a T-sugaraknak köszönhetően , Olivier Dessibourg, letemps.ch, 2010. január 16, szombat.
  4. kanadai cikk
  5. A terahertz hullámok új világa , Pour la Science N ° 389 - 2010. március.

Lásd is

Bibliográfia

Kapcsolódó cikkek

Külső linkek