Терагерцовый источник излучения
с оптической накачкой

Терагерцовый источник излучения

Описание

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.

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.

Результаты экспериментов по генерации ТГц излучения

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

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