Фотография поперечного среза гофрированной части реальных образцов терагерцового полимерного волновода без внешней оболочки с количеством гофров 8 – слева и 6 – справа
Сверхбыстрая передача информации, экспресс-методы анализа загрязнений атмосферы, распознавание запрещенных веществ в аэропортах и на вокзалах – во всех этих сферах используют терагерцевое (ТГц) излучение (ТЦ-сканеры). Сделать такие сканеры более компактными и гибкими позволит новый терагерцовый полимерный волновод – он компактный, недорогой и выполнен 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. Она 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, гофрированные границы стенок просты и экономичны 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.
Информация и фото предоставлены пресс-службой Минобрнауки России
Источник фото: ФИЦ КБНЦ РАН
Источник: scientificrussia.ru