Сократить потери ТГц излучения поможет новый гибкий волновод

Терагерцевое (ТГц) излучение (ТЦ-сканеры) используют при сверхбыстрой передаче информации, экспресс-методах анализа загрязнений атмосферы, распознавании запрещенных веществ в аэропортах и на вокзалах. Сделать такие сканеры более компактными и гибкими позволит новый терагерцовый полимерный волновод —компактный, недорогой и выполненный полностью из отечественных материалов.

Разработали волновод кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института информатики и проблем регионального управления подведомственного Минобрнауки России Кабардино-Балкарского научного центра (КБНЦ) РАН Заур Маргушев и заведующий лабораторией сверхсильных световых полей Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» Максим Назаров.

Спектр частот ТГц излучения расположен между инфракрасным и микроволновым диапазонами. Это один из инструментов волноводной передачи ТГц — такая передача, в отличие от неволновой, позволяет подводить излучение в труднодоступные места. Для человека оно безвредно. Изобретение российских ученых относится к области терагерцовой оптики и позволяет сократить удельные потери передаваемого терагерцевого (ТГц) излучения.

Волновод можно использовать в передаче информации на ТГц частотах, экспрессных методах анализа газов, в том числе загрязнений атмосферы или состава выдыхаемого человеком воздуха, по которому можно судить о состоянии здоровья, при досмотре пассажиров на транспорте. Волновод представляет собой трубку с продольными гофрированными границами, которая плотно вставлена в опорную цилиндрическую трубку из аналогичного материала. Такое строение позволило увеличить гибкость волновода, а также уменьшить удельные потери передаваемого ТГц излучения. Преимущество разработки в том, что она позволит сделать существующие приборы (например, ТГц сканер) более компактными и гибкими без потери мощности. Также она защитит передачу информации от помех и утечки.

Помимо этого, разработка российских ученых проста и экономична в изготовлении. Волновод сделан из полипропиленовых трубок отечественного производства, их стоимость в разы меньше зарубежных материалов. Изобретение запатентовано.

«Терагерцовый диапазон частот имеет большие перспективы применения в самых различных областях науки и техники. Однако на данном этапе он сильно отстает в плане перехода к различным приложениям и приборостроению от соседних инфракрасной и микроволновой областей в связи с низкой мощностью доступных ТГц источников и малой чувствительностью ТГц детекторов. Поэтому проблема передачи ТГц излучения с малыми потерями является одним из актуальных направлений фундаментальной науки и техники. Для решения проблемы необходимо найти компромисс между простотой и качеством изготовления структурированных ТГц волноводов и достижимой прозрачностью в таких объектах. Данная разработка — один из шагов, которые приблизят нас к решению этой задачи», — комментирует кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института информатики и проблем регионального управления ФИЦ КБНЦ РАН Заур Маргушев.

Стоит отметить, что в КБНЦ РАН имеются соответствующие оборудование и опыт по технологии «сборки и перетяжки» для изготовления капиллярных линз рентгеновского диапазона  фотонно-кристаллических волокон для видимого и инфракрасного диапазона длин волн из стекла и полимеров.

Читать также