Ученые создали безопасный "рентген" размером со смартфон: как у них это получилось

Исследователи из лаборатории передовой фотоники RIKEN создали прототип гаджета, который эффективно использует терагерцовый диапазон электромагнитного спектра для "рентгеновского облучения", но без вредного излучения, сообщает SciTechDaily. Ученым уже удалось оптимизировать некоторые методы и используя специальные материалы, и они значительно улучшили выходную мощность терагерцовой волны и миниатюризировали устройство.

Человечество активно использует в своей технике микроволны и инфракрасный свет, но совсем позабыло про терагерцовый диапазон. Эти волны можно использовать для наблюдения сквозь материалы подобно рентгеновским лучам. Однако в отличие от рентгеновских лучей, терагерцовые волны не вызывают разрушительного ионизирующего излучения.

Но терагерцовые технологии до сих пор отстают, потому что было трудно адаптировать микроволновые технологии или технологии видимого света к терагерцовому диапазону при полезных размерах и выходной мощности. Но наконец-то команда лаборатории сумела собрать небольшой модуль, который может генерировать терагерцовое излучение во всем диапазоне.

Чтобы максимально миниатюризировать источник терагерцовой волны ученые заменили объемный слиток кристалла ниобата лития, который использовали ранее, на тонкий кристалл ниобата лития с искусственной микроструктурой с модуляцией поляризации, который называется периодически поляризованным кристаллом ниобата лития (PPLN). Кристалл PPLN, обычно используемый в области видимого света, позволил исследователям разработать портативное устройство благодаря более высокой эффективности преобразования света.

Сейчас специалисты из RIKEN находятся на этапе совместных исследований с японскими компаниями, специализирующимися в области электроники, оптики и фотоники, такими как Ricoh, Topcon, Mitsubishi Electric и Hamamatsu Photonics. Ученые хотят, чтобы их прототип получил коммерческое распространение и использовался для терагерцовой спектроскопии. В прототипе специалистов используются сверхминиатюрные мощные терагерцовые волновые системы, которые дополняются последними разработками в области компактных мощных фотонных лазеров. Также там есть микрочиповый лазер, который выпускает лазерные импульсы дальнего инфракрасного диапазона с субнаносекундной скоростью и высокой мощностью.

Разработка исследователей очень пригодится, например, таможенникам, ведь с помощью устройства и возможности настройки "глубины волн" можно будет обнаружить в багаже даже пластиковый пистолет, если он спрятан за выпуклым стеклом, которое сильно рассеивает свет. Кроме того, терагерцовые волны также могут определять химический состав веществ благодаря характерным образцам поглощения. Например, с помощью этого метода можно легко идентифицировать различные бесцветные жидкости, такие как керосин и ацетон, которые выглядят одинаково невооруженным глазом. Таким образом, рассматриваемые приложения для терагерцовых волн варьируются от сканеров безопасности в аэропортах до анализа исторических произведений искусства.

Ранее Фокус сообщал, что ученые заметили "вредное" излучение от спутников Starlink. Рой спутников SpaceX Starlink, которые вращаются по земной орбите, загрязняют пространство радиопомехами.