Technologia terahercowa

Technologia THz – Podstawy

Zakres częstotliwości teraherców (THz) (0,1 THz – 3 THz) jest ostatnim zakresem w całym spektrum fal elektromagnetycznych, które nie zostało opracowane technologicznie i komercyjnie. Z tego powodu w literaturze zakres częstotliwości teraherców często określa się mianem luki terahercowej. Jednocześnie wiadomo, że ten zakres częstotliwości ma niezwykle fascynujące perspektywy dla wielu zastosowań. Promieniowanie THz wykazuje trzy unikalne właściwości, które stymulują rozwój całego przemysłu terahercowego. Główną zaletą fal terahercowych (o zakresie częstotliwości sub-terahercowej 0,1 THz – 0,3 THz) jest to, że wiele materiałów, które blokują widma widzialne i podczerwieni, wydaje się być przezroczystych w regionie terahercowym.

Luki terahercowej

Dzięki temu, w porównaniu z promieniowaniem mikrofalowym, zakres częstotliwości teraherców (lub promieni T) pozwala uzyskać dość dobrą rozdzielczość przestrzenną wymaganą do oddawania wysokiej jakości obrazu. Promienie T są niejonizujące, zdolne do penetracji odzieży, polietylenu, poliestru i innych rodzajów pokryć, osłon i obudów, wykonanych z różnych materiałów nieprzezroczystych, selektywnie wchłanianych przez wodę i substancje organiczne. Te unikalne właściwości sprawiają, że promienie T są znacznie bardziej atrakcyjne i pouczające niż promienie X i promieniowanie podczerwone (NIR).

Drugą unikalną właściwością emisji THz jest jej nieszkodliwość dla organizmów biologicznych. W przeciwieństwie do promieniowania rentgenowskiego (Roentgen), fale terahercowe nie mają absolutnie żadnego wpływu promieniowania jonizującego, są nieinwazyjne i absolutnie bezpieczne dla ludzi, zwierząt i roślin. Ponadto wiele substancji ujawnia swoje cechy charakterystyczne w zakresie THz (1 – 3 THz), co dostarcza unikalnych informacji o ich strukturze i pozwala na przeprowadzenie analizy chemicznej.

W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat pojawiło się wiele spekulacji na temat technologii terahercowej, jednak nie dokonano zbyt wielu przełomowych odkryć. TeraSense stara się wypełnić „lukę terahercową” poprzez opracowanie specjalnej technologii obrazowania.

Promienie terahercowe (promienie T) są unikalnym rodzajem promieniowania elektromagnetycznego, którego wielki potencjał ma być jeszcze bardziej rozwinięty przez cywilizację ludzką. Wiele istniejących urządzeń promieniowania T wykorzystuje detektory jednopikselowe, które wymagają bardzo niskich temperatur ciekłego helu. Takie aparaty T-rays są zazwyczaj bardzo duże, trudne w użyciu, przeznaczone do konkretnych, wąskich zastosowań i nadmiernie drogie.

Wiele globalnych korporacji i instytucji badawczych zainwestowało już miliardy dolarów w tworzenie źródeł i detektorów promieniowania T. Wiele z nich jest jeszcze daleko od stworzenia niedrogich i łatwych w produkcji urządzeń, które byłyby kompaktowe, wygodne i nadające się do rutynowego użytku, podczas gdy Terasense „doświadczył już tego na własnej skórze”.

Technologia terahercowa

Zastosowania technologii terahercowych

Obecnie istnieje pięć kluczowych dziedzin, które stają się realnymi zastosowaniami dla systemów obrazowania w paśmie THz.

Terahertz quality control Kontrola jakości przy zastosowaniu promieniowania terahercowego

Analiza nieniszcząca (NDT) wewnętrznej struktury obiektów (kontrola jakości produktów). Kamery THz umożliwiają wizualizację zawartości zapieczętowanych opakowań lub produktów spożywczych pod różnymi obudowami.

Kontrola jakości przy zastosowaniu promieniowania terahercowego

Bezpieczeństwo obrazowania terahercowego Bezpieczeństwo obrazowania terahercowego

Systemy bezpieczeństwa do prześwietlania osób i skanowania bagażu. W tym przypadku nacisk kładzie się przede wszystkim na fakt, że w przeciwieństwie do promieniowania rentgenowskiego, promieniowanie THz nie jest szkodliwe dla ludzkiego ciała. Skanery THz umożliwiają zdalne wykrywanie przedmiotów metalowych, plastikowych, ceramicznych i innych ukrytych pod ubraniami – w odległości kilku metrów.

Bezpieczeństwo obrazowania terahercowego

Komunikacja bezprzewodowa przy zastosowaniu promieniowania terahercowego Komunikacja bezprzewodowa przy zastosowaniu promieniowania terahercowego

Budowa nowej generacji systemów telekomunikacji bezprzewodowej wysokiej częstotliwości (do 100 Gbit/s). Aplikacja ta jest bardzo obiecująca w zakresie szybkiej transmisji informacji pomiędzy urządzeniami elektronicznymi, budowy bezprzewodowych sieci lokalnych (WLAN) i bezprzewodowych sieci osobistych (WPAN) nowej generacji, a także tworzenia całkowicie zabezpieczonych, dedykowanych kanałów komunikacji bezprzewodowej.


Obrazowanie terahercowe w medycynie Obrazowanie terahercowe w medycynie

TTomografia THz w medycynie pozwala na przeprowadzenie analizy górnych warstw ciała człowieka – skóry, naczyń, stawów i mięśni. Znane są skuteczne zastosowania tomografii THz do wykrywania nowotworów skóry i piersi we wczesnych stadiach rozwoju. Najciekawsze są również możliwości wizualizacji bieżących stanów ran pod warstwami gipsowo-opatrunkowymi.

Obrazowanie terahercowe w medycynie

Nauka terahercowa Nauka terahercowa

Zastosowania naukowe promieniowania THz obejmują spektroskopię długofalowych drgań kryształów sieci, drgań gnących cząsteczek. W zakresie THz znajdują się również „rezydencje” częstotliwości trybów miękkich w materiałach ferroelektrycznych oraz częstotliwości odpowiadające energii otworów w nadprzewodnikach. Zakres częstotliwości teraherców jest wygodny do tworzenia i badania metamateriałó.

Nauka terahercowa

Istnieją dwa obszary zastosowań, które wyróżniają się spośród pozostałych i mogą pochwalić się już stosowanymi systemami terahercowymi w praktyce światowej. Pierwszy z nich obejmuje systemy obrazowania Thz za pomocą szybkiego przenośnika do przesiewania w biurach pocztowych (koperty, paczki, paczki itp.).

Inny obszar obejmuje identyfikację substancji chemicznych na podstawie ich charakterystycznych cech widma terahercowego uzyskanego przez przenośne spektrometry ramanowskie.

Jakieś pytania?
Proszę skontaktuj się z nami.