Новости перспективных технологий

Сконструирован практически идеальный терагерцевый поляризатор

Изображения с сайта compulenta.ru

Объединённая группа физиков из Университета Райса (США) и Осакского университета (Япония) изготовила практически идеальный терагерцевый поляризатор на основе нанотрубок.

Стоит сразу напомнить, что частоты терагерцевого излучения занимают свободную область между инфракрасным и сверхвысокочастотным диапазонами. Это излучение относится к неионизирующим, не наносит вреда организму человека и легко проходит сквозь большинство диэлектриков, но сильно поглощается проводящими материалами; дерево, пластик или ткань для него прозрачны, а металл и вода — нет. Такие свойства позволяют использовать его, к примеру, для сканирования в системах безопасности.

«Хорошие терагерцевые излучатели и детекторы у нас уже есть, — говорит Дзюнъитиро Коно (Junichiro Kono), руководитель лаборатории Университета Райса, в которой был создан новый поляризатор. — Не хватает только устройств для манипулирования излучением, и именно эту проблему мы и пытались решить». Первый вариант поляризатора на основе упорядоченного массива однослойных углеродных нанотрубок учёные испытали в 2009-м, получив обнадёживающие, но всё же далёкие от идеала результаты. «Когда направление поляризации терагерцевой волны было перпендикулярно оси нанотрубок, никакого ослабления излучения не отмечалось, — вспоминает г-н Коно. — Однако в случае „параллельной“ поляризации пропускание не снижалось до нуля, оставаясь на уровне 30–50 процентов».

Одно-, двух- и трёхслойные терагерцевые поляризаторы на нанотрубках (иллюстрация Lei Ren / Rice University).

Способ устранения этого недостатка был очевиден: требовалось увеличить толщину поляризатора. В конструкцию новой версии поляризатора входят сразу три установленных друг за другом упорядоченных массива нанотрубок, размещённых на сапфировых подложках.

При испытаниях на эту структуру направлялось терагерцевое излучение, полученное с помощью фемтосекундного титан-сапфирового лазера и нелинейного кристалла теллурида цинка, в котором реализуется эффект оптического выпрямления. Как оказалось, относительно простое и надёжное трёхслойное устройство обеспечивает степень поляризации в 99,9% в интервале частот от ~0,4 до 2,2 ТГц. В этой же области оно имеет коэффициент экстинкции (отношение мощности излучения, прошедшего через настроенный на пропускание поляризатор, к мощности, измеренной в случае максимального ослабления), равный ~30 дБ.

Сравнение характеристик поляризатора на нанотрубках (обозначены красным) с показателями обычного сетчатого поляризатора, изготовленного из 10-микрометровых вольфрамовых проволок, которые натянуты на круглую раму с шагом в 30 мкм. Легко заметить, что устройство традиционной конструкции уступает в этом соревновании. (Иллюстрация из журнала Nano Letters.)

Полная версия отчёта об экспериментах с терагерцевым поляризатором опубликована в журнале Nano Letters.

Информация с сайта compulenta.ru со ссылкой на Azonano.

Автор оригинального текста: Дмитpий Сафин.