Новости

10 октября, 2019 18:24

Создан новый источник терагерцевого излучения

Источник: Газета.ru
Российские ученые из Института радиотехники и электроники имени В. А. Котельникова создали прибор, способный служить источником терагерцевого излучения. Его применяют в исследованиях космоса, радиофизике и медицине. Работа поддержана Президентской программой исследовательских проектов Российского научного фонда и опубликована в Journal of Applied Physics и IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology.
Картинка: криогенный модуль внутри гелиевого криостата. Источник: Николай Кинев
Картинка: экспериментальные микросхемы. Источник: Николай Кинев
Картинка: экспериментальная микросхема под микроскопом. Источник: Николай Кинев
Картинка: Николаев Кинев в рабочей обстановке с приборами. Источник: Николай Кинев
3 / 4
Картинка: криогенный модуль внутри гелиевого криостата. Источник: Николай Кинев
Картинка: экспериментальные микросхемы. Источник: Николай Кинев
Картинка: экспериментальная микросхема под микроскопом. Источник: Николай Кинев
Картинка: Николаев Кинев в рабочей обстановке с приборами. Источник: Николай Кинев

Терагерцевый диапазон излучения располагается между инфракрасным и микроволновым. Это излучение применяется в медицине и сфере безопасности. Им можно просвечивать багаж и одежду, причем, в отличие от рентгеновского, без опасности для здоровья. Для генерации терагерцевого излучения разработаны некоторые методы, но они не всегда позволяют достигать высокой мощности или очень дорого стоят.

Исследователи из Института радиотехники и электроники имени В. А. Котельникова предложили генерировать терагерцевое излучение с помощью джозефсоновского контакта. Его суть заключается в том, что если диэлектрик поместить между двумя сверхпроводниками (они очень хорошо проводят электричество при низких температурах), то через него начнет протекать ток. Этот ток создает электромагнитную волну, которую можно направлять в свободное пространство.

Ученые связали джозефсоновский контакт и антенну с эллиптической линзой на одной микросхеме. Антенна позволяет вывести излучение из линии передачи, посылающей поток в определенном направлении, в открытое пространство. Для генерации излучения на разных диапазонах частот ученые предложили два варианта конструкции антенны. Спектр электромагнитной волны анализировался с помощью терагерцевого спектрометра высокого разрешения.

Результаты показали, что с помощью разработанного устройства можно получать электромагнитное излучение нужной частоты для двух конструкций. Присоединенная антенна позволяет генерировать излучение в открытое пространство. Мощность сигнала составляет 0,1–1 мкВт, что достаточно для применения в спектроскопии. В других приложениях это значение можно увеличить при пропускании через джозефсоновский контакт тока большей силы. Стоит отметить, что предложенные конструкции антенны лишь демонстрируют возможность излучения в указанных диапазонах частот, и при помощи разработанной технологии можно достичь выходного излучения более высокой частоты (до 1 ТГц).

«Наш генератор излучения найдет широкое применение в терагерцевой спектроскопии для анализа свойств материалов, в качестве опорного источника для исследований спектров космического электромагнитного излучения, а также в других областях естественных наук и информационных технологий», — говорит руководитель проекта Николай Кинев, кандидат физико-математических наук, сотрудник лаборатории сверхпроводниковых устройств для приема и обработки информации Института радиотехники и электроники имени В. А. Котельникова РАН.


27 марта, 2023
Меньше длины волны в 100 раз: ученые ИТМО создали сверхкомпактный оптический переключатель
Ученые ИТМО разработали сверхкомпактный оптический переключатель на основе экситонов — особенных сос...
24 марта, 2023
Разработка теории жидкости все ближе. Физики измерили скорость перемешивания частиц
Российские ученые провели теоретические исследования диффузии (перемешивания) в жидкости, наход...