La radiación de Terahercios se usa para controles de seguridad en los aeropuertos, para exámenes médicos y también para controles de calidad en la industria. Sin embargo, la radiación en el rango de terahercios es extremadamente difícil de generar. Los científicos de TU Wien ahora han logrado desarrollar una fuente de radiación de terahercios querompe varios récords: es extremadamente eficiente y su espectro es muy amplio: genera diferentes longitudes de onda de todo el rango de terahercios. Esto abre la posibilidad de crear pulsos de radiación cortos con una intensidad de radiación extremadamente alta. La nueva tecnología de terahercios ahora ha sidopresentado en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
La "brecha de Terahercios" entre láser y antenas
"La radiación de Terahercios tiene propiedades muy útiles", dice Claudia Gollner, del Instituto de Fotónica de TU Wien. "Puede penetrar fácilmente en muchos materiales, pero a diferencia de los rayos X, es inofensivo porque no es radiación ionizante".
Sin embargo, desde un punto de vista técnico, la radiación de terahercios se encuentra en una región de frecuencia a la que es muy difícil acceder, en una especie de tierra de nadie entre dos áreas conocidas: la radiación con frecuencias más altas puede ser generada porLáseres de estado sólido. La radiación de baja frecuencia, por otro lado, como se usa en las comunicaciones móviles, es emitida por antenas. Los mayores desafíos se encuentran exactamente en el medio, en el rango de terahercios.
En los laboratorios de láser de TU Wien, se debe hacer un gran esfuerzo para generar los pulsos de radiación de terahercios de alta intensidad deseados. "Nuestro punto de partida es la radiación de un sistema láser infrarrojo. Fue desarrollado en nuestro Instituto yes único en el mundo ", dice Claudia Gollner. Primero, la luz láser se envía a través de un llamado medio no lineal. En este material, la radiación infrarroja se modifica, parte de ella se convierte en radiación con el doble de frecuencia.
"Entonces, ahora tenemos dos tipos diferentes de radiación infrarroja. Estos dos tipos de radiación se superponen. Esto crea una onda con un campo eléctrico con una forma asimétrica muy específica", dice Gollner.
Convertir aire en plasma
Esta onda electromagnética es lo suficientemente intensa como para extraer electrones de las moléculas en el aire. El aire se convierte en un plasma brillante. Luego, la forma especial del campo eléctrico de la onda acelera los electrones de tal manera que producen el terahercio deseadoradiaton.
"Nuestro método es extremadamente eficiente: el 2,3% de la energía suministrada se convierte en radiación de terahercios, es decir, órdenes de magnitud más de lo que se puede lograr con otros métodos. Esto da como resultado energías de THz excepcionalmente altas de casi 200? J"dice Claudia Gollner. Otra ventaja importante del nuevo método es que se genera un espectro muy amplio de radiación de terahercios. Se emiten simultáneamente longitudes de onda muy diferentes en todo el rango de terahercios. Esto produce pulsos de radiación cortos extremadamente intensos. Cuanto mayor es el espectro de diferentes longitudes de onda de terahercios., se pueden generar pulsos más cortos e intensos.
Numerosas aplicaciones posibles
"Esto significa que por primera vez está disponible una fuente de terahercios para radiación de intensidad extremadamente alta", dice Andrius Baltuska, jefe del grupo de investigación de la Universidad Tecnológica de Viena. "Los experimentos iniciales con cristales de teluro de zinc ya muestranesa radiación de terahercios es excelente para responder preguntas importantes de la ciencia de los materiales de una manera completamente nueva. Estamos convencidos de que este método tiene un gran futuro ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Viena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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