Терагерцовый источник излучения предназначен для генерации электромагнитного излучения в диапазоне частот от 0,3 до 10 ТГц, т.е. 0,3×1012 – 10×1012 Гц
(диапазон длин волн 1 мм – 30 мкм, соответственно).
Источником накачки служит СО2 лазер.
На сегодняшний день получена генерация ТГц излучения в диапазоне длин волн от 73 до 210 мкм на 12 линиях генерации метанола (СН3ОН).
Максимальная импульсная мощность терагерцового излучения была получена для излучения на длине волны 118,8 мкм (2,52 ТГц) и составила 124 мВт.
Результаты экспериментов по генерации ТГц излучения представлены в таблице ниже.
Длина волны излучения накачки, мкм | Средняя мощность излучения накачки, мВт | Длина волны ТГц излучения, мкм | Импульсная мощность ТГц излучения, мВт |
---|---|---|---|
10,365 (10R4) | 625 | 210 (1,42 ТГц) | 6 |
10,318 (10R10) | 1000 | 192,4 (1,56 ТГц) | 8,8 |
10,274 (10R16) | 1000 | 79,6 (3,76 ТГц) | 10,4 |
10,170 (10R32) | 770 | 155 (1,93 ТГц) | 14 |
10,158 (10R34) | 540 | 128,8 (2,32 ТГц) | 6,4 |
10,136 (10R38) | 390 | 162 (1,85 ТГц) | 12 |
9,694 (9P36) | 580 | 118,8 (2,52 ТГц) | 124 |
9,675 (9P34) | 430 | 73 (4,11 ТГц) | 3,2 |
9,341 (9P8) | 410 | 79 (3,7 ТГц) | 3,6 |
9,329 (9P10) | 480 | 94 (3,19 ТГц) | 5,2 |
Применения терагерцового излучения:
— ТГц спектроскопия (в ТГц диапазоне расположены частоты межуровневых переходов некоторых неорганических веществ, длинноволновых колебаний решёток ионных и молекулярных кристаллов,
изгибных колебаний длинных молекул, в том числе полимеров и биополимеров; характеристические частоты примесей в диэлектриках, в том числе в лазерных кристаллах);
— использование терагерцового излучения в системах безопасности для сканирования багажа и людей;
— для получения изображений микроскопических объектов с рекордной чувствительностью и высокой разрешающей способностью;
— исследование воздействия ТГц излучения на живой организм;
— в медицине для исследований верхних слоёв тела, в стоматологии, а также для обнаружения опухолей;
— в производстве для контроля качества выпускаемой продукции и мониторинга оборудования;
— для высокоскоростных систем свяхи и ТГц локации для больших высот и космоса;
— исследование спектров ТГц излучения от астрофизических объектов.
Markelov A.A., Karapuzikov A.I., Miroshnichenko M.B., Boyko A.A.
Terahertz laser with optical pumping for photoacoustic spectroscopy application in medicine // Proc. SPIE 11582, Fourth International Conference on Terahertz and Microwave Radiation: Generation, Detection, and Applications, 1158209 (17 November 2020)
DOI: 10.1117/12.2579628
Федоров В. И., Карапузиков А. А., Старикова М. К. Белки, пептиды и аминокислоты выдыхаемого воздуха как маркеры
бронхо-лёгочных заболеваний // Бюллетень сибирской медицины. – 2013. – Т. 12, №6. – С. 167-174
Starikova M. K., Bulanova A. A., Bukreeva E. B., Karapuzikov A. A., Karapuzikov A. I., Kistenev Y. V., Klementyev V. M., Kolker D. B., Kuzmin D. A., Nikiforova O. Y., Ponomarev Yu. N.,
Sherstov I. V., Boyko A. A. Noninvasive express diagnostics of pulmonary diseases based on control of patient’s gas
emission using methods of IR and terahertz laser spectroscopy // Proc. SPIE 9065, Fundamentals of Laser-Assisted Micro- and Nanotechnologies 2013, 906514 (November 28, 2013).
DOI: 10.1117/12.2053144