Триллион колебаний в секунду

9 февраля 2004, 00:00

Разработка российских ученых привела к освоению последнего, пока еще не используемого человеком спектра электромагнитного излучения - терагерцового (1 ТГц - это 1012 колебаний в секунду). Опытный образец терагерцового излучателя, разработанного питерской хайтечной компанией "Тидекс", может вовлечь в коммерческий оборот диапазон электромагнитного излучения, который принято ограничивать частотами от 100 ГГц до 100 ТГц.

Интерес к этому диапазону не нов, уже в 60-х годах прошлого столетия ученые работали над созданием терагерцовых излучателей (в СССР исследования в этом направлении связывают с физиками Гургеном Аскаряном и нобелевским лауреатом прошлого года Виталием Гинзбургом). По словам генерального директора компании "Тидекс" Григория Кропотова, проблема заключалась в том, что все создаваемые ранее источники не перенастраивались и излучали в слишком узком диапазоне волн. Этот недостаток водился за лазерами, а у перестраиваемых источников, так называемых ламп обратной волны, была совсем небольшая мощность и опять-таки недостаточно широкий диапазон для анализа состава и состояния вещества (для этого необходим анализ поглощения объектом именно широкого спектра волн).

Титан-сапфировый лазер, перестраиваемый в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн, существует уже 15 лет, но мощные генераторы появились в самом конце 90-х годов, хотя до сих пор еще не коммерциализованы ни в одной из четырех стран, где развивается это направление (кроме России, это Великобритания, США и Япония). Технологии везде схожи, но русским ученым удалось вырваться вперед. Научный руководитель этого проекта в "Тидексе" Николай Зиновьев разработал технологическую схему, где получаемое в титан-сапфировом лазере когерентное излучение с шириной всего в 300 нанометров (от 0,8 до 1,1 мкм) пропускается через кристалл галлий-селена или цинк-теллура. В итоге узкий пучок непрерывного излучения лазера веерно расширяется от 30 до 3000 мкм.

Благодаря использованию этой технологии когерентного излучения и разработанным в "Тидексе" принципам обработки сигналов поглощения, удается регистри

ровать как амплитуду излучения, прошедшего через объект или отраженного от него, так и его фазу, и тем самым одновременно определять как поглощательную способность объекта, так и эффективность рассеяния волн. В результате такая терагерцовая система будет обладать значительно большей информативностью, чувствительностью, разрешением и быстродействием, чем аналоги из других диапазонов электромагнитного спектра. Поэтому интерес к прибору "Тидекс" - огромный (компания с этим проектом, кстати, стала победителем прошедшей в октябре прошлого года в Перми венчурной ярмарки).

Одно из главных достоинств терагерцовой аппаратуры заключается в том, что она в обозримом будущем сможет заменить рентгеновские приборы в таких чувствительных к высокочастотному излучению областях, как медицина и биотехнологии. Известно, что рентген близок по своему пагубному воздействию на живые организмы к радиоактивному ионизирующему излучению, и замена его на безвредный терагерцовый вариант может перевернуть мировую рентгеноскопию. Еще одна сфера, где такие приборы найдут со временем применение, это системы безопасности - из-за безвредности для человека терагерцовые приборы можно применять для скрытого исследования предметов (для выявления радиоактивных веществ, бактериологических материалов и взрывчатки). Но нужны еще серьезные междисциплинарные исследования: для доводки технологии необходимо плотно поработать со специалистами конкретных отраслей - медиками, биологами, взрывниками.