Από το υπέρυθρο μέχρι το υπέρυθρο, η τεχνολογία του λέιζερ ...

Από το υπέρυθρο μέχρι το υπέρυθρο, η τεχνολογία του λέιζερ έχει ήδη κατακτήσει μεγάλο μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος –όχι όμως όλο.

Τώρα, ένα λέιζερ που εκπέμπει ακτινοβολία terahertz υπόσχεται να καλύψει ένα σημαντικό κενό και να αξιοποιηθεί σε τεχνολογίες ιατρικής απεικόνισης και ανιχνευτές παράνομων φορτίων σε τελωνεία και αεροδρόμια.

Η ακτινοβολία terahertz καλύπτει μια ζώνη του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος ανάμεσα στο υπέρυθρο φως και τα μικροκύματα –παίρνει το όνομά της από τη συχνότητα του φωτός, που φτάνει τα τρισεκατομμύρια κύκλους το δευτερόλεπτο.

Μπορεί να διαπερνά αδιαφανή υλικά όπως το ανθρώπινο σώμα ή τα τοιχώματα ενός ύποπτου φορτηγού, ή ακόμα και να ταυτοποιεί συγκεκριμένες ουσίες από τη φασματική υπογραφή τους.

«Όχι μόνο μπορούμε να δούμε αντικείμενα που κρύβονται πίσω από οπτικά αδιαφανή υλικά, αλλά και να αναγνωρίσουμε τη σύστασή τους» λέει ο Κινγκ Χου του MIΤ, επικεφαλής της μελέτης που δημοσιεύεται στο Nature Photonics.

Μέχρι σήμερα, η τεχνολογία terahertz παραμένει εν πολλοίς αναξιοποίητη λόγω έλλειψης πηγών ακτινοβολίας σε αυτή τη ζώνη του φάσματος.

Το πρώτο λέιζερ terahertz που βασίζεται σε τσιπ (λέιζερ στερεάς κατάστασης) εφευρέθηκε το 2002, ήταν όμως πρακτικά δύσκολο να χρησιμοποιηθεί επειδή λειτουργούσε μόνο σε θερμοκρασίες κάτω από τους -73 βαθμούς Κελσίου.

Το λέιζερ της νέας μελέτης λειτουργεί στους -23 βαθμούς Κελσίου, η οποία θα μπορούσε να επιτευχθεί ακόμα και με φορητές συσκευές ψύξης.

Κβαντικά φρεάτια Όπως συμβαίνει με όλα τα λέιζερ στερεάς κατάστασης, το νέο τσιπ βασίζεται σε κράματα ημιαγωγών που περιέχουν «κβαντικά φρεάτια».

Όταν ένα ηλεκτρόνιο πέσει μέσα σε ένα τέτοιο φρεάτιο, εκπέμπει ακτινοβολία σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος που εξαρτάται από τους ημιαγωγούς του τσιπ.

Για παράδειγμα, τα λέιζερ που βασίζονται στο νιτρίδιο του γαλλίου εκπέμπουν μπλε φως ενώ τα λέιζερ αρσενικούχου γαλλίου δίνουν κόκκινο.

Το πρόβλημα είναι ότι κανένα κράμα ημιαγωγών δεν εκπέμπει φωτόνια στο φάσμα terahertz.

Η λύση είναι η χρήση πολλαπλών στρωμά...

Πηγή/Περισσότερα: in.gr