Японски учени са създали прототип на терахерцов скенер (рентген), но без вредно лъчение

Изследователи от института Riken в Япония съобщават за разработването на ръчен терахерцов скенер за сканиране на всякакви продукти – от анализ на лекарства до проверка на товари и търсене на дефекти в метални конструкции. Изследователите са преодолели основните пречки пред създаването на устройство с размер на човешка длан, като същевременно са успели да намалят размера и консумацията на енергия на системата.

Много разработчици отдавна мечтаят да създадат терахерцови скенери с компактни размери. Доскоро такива системи заемаха няколко помещения и изискваха сериозно захранване. Терахерцовите скенери позволяват да се „надникне“ във вътрешността на обектите, за да се анализира техният химически състав въз основа на данните за поглъщането на дължината на излъчваните вълни. Службите за сигурност по света също се редят на опашка за терахерцовите скенери. Тези устройства дават обещанието да направят проверката на багажи и товари по-бърза, по-лесна и по-безопасна.

Учени от института Riken изследваха преобразуването на инфрачервеното излъчване в терахерцово, като дълго време не успяваха да направят това ефективно и без значителни загуби.

Още от самото начало те са използвали за материал литиев ниобат (LiNbO3). Това е нелинеен кристал, който е оптически прозрачен в диапазона от 0,4-5,0 микрометра (µm) дължина на вълната и може да преобразува входните честоти в други дължини на вълната, което го прави широко използван материал в оптоелектрониката.

Оптоелектрониката е наука, занимаваща се с приложението на електронни устройства и системи, които излъчват, засичат и контролират светлина.

Пробивът настъпва, когато учените успяват да намерят подходящата широчина на импулса за входния сигнал на лазер в близката инфрачервена област, така че мощността на лъча да не се разсейва в кристала, а да се преобразува максимално в терахерцово излъчване.

Успешното откритие увеличило изходната мощност със 6 порядъка, но размерът на инсталацията останал неприемлив, заемайки около метър на метър площ. Тогава обемният литиев ниобат бил заменен с тънък литиев ниобат с изкуствено модулирана поляризационна микроструктура, наречен периодично поляризиран литиев ниобат (PPLN). Такива кристали обикновено се използват във видимата светлина, но когато се комбинират с инфрачервен лазер с правилно съчетани изходни импулси е налице създаването на терахерцов скенер с размер на човешка длан.

Учените прогнозират, че съвсем скоро роботи, въоръжени с такива скенери ще започнат да инспектират сгради, да извършват бързи проверки на транспортни възли, да анализират състава на лекарства и храни и да правят множество други полезни неща както досега, но без да използват рентгеново оборудване, което излъчва вредни лъчения. Вече се водят преговори с производители на различно оборудване сред които Ricoh, Topcon, Mitsubishi Electric и Hamamatsu Photonics.