Разработан новый тип камеры, которая может улавливать излучение с терагерцовой (ТГц) длиной волн. Такая система визуализации позволяет видеть сквозь некоторые материалы с высокой степенью детализации, что делает ее полезной для сканеров безопасности и других датчиков.
Терагерцовое излучение имеет длину волн между микроволнами и видимым светом. Такие частоты могут проникать сквозь многие материалы, “подсвечивая” предметы за ними. Также важно, что такое излучение неионизирующее. То есть, оно безопаснее для людей, чем рентгеновское излучение.
Проблема заключается в том, что детекторы, которые способный воспринимать терагерцовое излучение, как правило, слишком громоздкие, медленные, дорогие и неудобные. Новая совместная разработка инженеров Массачусетского технологического института, компании Samsung и Университета Миннесоты решает эту проблему. Они разработали систему, которая может быстро и точно обнаруживать импульсы ТГц при комнатной температуре.
Ключ к новой системе - квантовые точки. Недавняя работа показала, что эти крошечные частицы флуоресцируют в видимом спектре, когда их облучают терагерцовым излучением. В свою очередь, этот видимый свет может быть захвачен обычной камерой.
Как это работает?
Устройство состоит из множества слоев. Первый слой - массив наноразмерных дорожек из золота, разделенных узкими промежутками. За ним находится слой квантовых точек. Выше располагается находится обычный цифровой датчик изображения, который улавливает видимый свет, излучаемый квантовыми точками, когда на них воздействует терагерцовое излучение.
Тесты показывают, что новое устройство может улавливать ТГц-импульсы лучше, чем любые из существующих систем. При этом оно намного меньше и дешевле в изготовлении. По сути, каждый слой такой камеры может быть изготовлен с использованием современных технологий изготовления микрочипов.
Конечно, предстоит еще много работы, прежде чем эта технология может быть готова к коммерциализации. В частности, что источники ТГц-излучения по-прежнему остаются слишком громоздкими, но эту проблему вероятно, также решат в ближайшем будущем.
Исследование опубликовано в журнале Nature Nanotechnology.
