الکترونیک علوم پایه

اشعه تراهرتز و موفقیت در بهره وری

نوشته شده توسط تارا صفری

تشعشعات تراهرتز بسیار مفید است ، اما به طور سنتی ، مشکل و گران قیمت هستند. اما دانشمندان TU Wien با منبع جدیدی از تشعشعات تراهرتز روبرو شده اند که ادعا می کنند رکورد شکنی در کارایی و وسعت طیف آن را همراه دارد و طیف وسیعی از طول موج ها را در گروه تراهرتز ایجاد می کند.

مانند پرتوهای ایکس ، اشعه تراهرتز یا پرتوهایT  به راحتی می توانند از مواد عبور کنند. اما برخلاف اشعه ایکس ، اشعه تراهرتز بی خطر است و بین امواج رادیویی و نور مادون قرمز در طیف الکترومغناطیسی قرار دارد ، یونی کننده نیست و انرژی فوتون متوسط ​​آن به بافت زنده یا DNA  آسیب نمی رساند.

پیشرفت این تیم با تمرکز در محدوده انتهای مادون قرمز انجام میشود. با عبور  لیزر مادون قرمز از محیط به اصطلاح ” غیر خطی” ، فرکانس اشعه دو برابر می شود.

این موج با فرکانس بالاتر به یک لیزر مادون قرمز معمولی اضافه می شود و موج جدیدی با یک میدان الکتریکی نامتقارن بسیار خاص ایجاد می کند که مطابق با اظهارات  TU Wien   ” این موج به اندازه کافی شدید است که الکترون ها را از مولکول های هوا خارج کند.” در واقع ایجاد یک پلاسما درخشان است. این میدان باعث تحریک الکترون ها در هوا می شود و باند گسترده ای از تابش تراهرتز را در پالس های کوتاه و تیز تولید می کند.

اگرچه تنها 2.3 درصد از انرژی مورد نیاز به پرتوهای مفید تراهرتز تبدیل می شود ، اما محققان می گویند این دستورات قدری بهتر از منابع دیگر است. سطح انرژی نزدیک به 200 میکرومولار (میکروژول) به دست میاید.

آزمایش های اولیه با بلورهای تلورید روی از قبل نشان می دهد که تشعشع تراهرتز برای پاسخگویی به سؤالات مهم علم مواد به شکلی کاملاً جدید مناسب است.” “ما اطمینان داریم كه این روش آینده خوبی دارد.

Andrius Baltuska در بیانیه مطبوعاتی

مقاله تحقیقاتی این تیم گمانه زنی می كند كه این كار می تواند به برنامه های تابشی نسبتاً مقرون به صرفه منجر شود كه در سیستمهای لیزری “بالا جدول” قابل دسترس تر ساخته شوند.

با فرض اینکه دستیابی به موفقیت تولید پرتوهای  تراهرتز ارزانتر باشد ، می تواند روزی به معنای گسترده تر شدن کاربردهای فعلی آن باشد ، خصوصاً در دنیای امنیت و پزشکی میتواند بسیار مفید باشد. بدون بحث و جدال ، در بعضی از فرودگاه ها برای بررسی های امنیتی استفاده می شود زیرا به کارمندان امنیتی امکان می دهد کالاهایی را که در زیر لباس مسافرها حمل می شوند ، شناسایی کنند. اقلامی چون چوب ، کاغذ و پلاستیک تا آنجا که به اشعه T مربوط هستند شفاف هستند.

از نظر پزشکی ، اشعه تراهرتز در تشخیص زودرس انواع مختلف سرطان از جمله سرطان پستان ، سرطان روده بزرگ و سرطان پوست موفقیت هایی را تجربه کرده است. همچنین در تصویربرداری دندانپزشکی میتواند استفاده می شود.

کاربردهای تجربی بیشتری در مورد پرتوهای تراهرتز وجود دارد شامل خواندن کتابهای بسته ، ایجاد شتابدهنده ذرات قابل حمل و جلوگیری از زنگ زدگی خودروها است.

تحقیقات این تیم در ژورنال Nature Communications منتشر شده است و برای مطالعه آنلاین در دسترس است.

اشتراک گذاری

درباره نویسنده

تارا صفری