Terahertzové záření

Umístění terahertzových vln v elektromagnetickém spektru

Terahertzové záření, T-paprsky, terahertzové paprsky i submilimetrové vlny (anglicky T-rays nebo submillimeter radiation) je označení pro oblast elektromagnetického spektra ležící na rozhraní mikrovlnného a infračerveného záření. Frekvence odpovídajícího elektromagnetického vlnění je 300 gigahertz až 3 terahertz, což odpovídá vlnové délce menší než 1000 µm (1  mm) a větší než 100 µm. Terahertzové vlny proniknou oblečením, papírem, dřevem, zdivem, umělou hmotou i keramikou. Škodlivost terahertzového záření nebyla dosud prokázána.

Historie

Existence T-paprsků je známá od začátku 20. století. Dlouhou dobu zůstávalo toto záření stranou zájmu, zejména pro technické potíže při jeho generaci a detekci. Rozvoj výzkumu nastal kolem roku 1990, po vynálezu zdrojů a detektorů terahertzového záření. Od počátku 21. století se jednalo o oblast, kde docházelo poměrně často k novým objevům a očekávalo se, že toto záření nalezne i průmyslové využití, mluvilo se o něm jako o velmi nadějné oblasti pro zobrazovací techniky, s významem sahajícím od medicínské diagnostiky po monitorování znečištění životního prostředí.^[1][2]

Využití

Terahertzové záření má značný potenciál v řadě aplikací spektroskopii, nedestruktivního zkoušení, bezpečnostních technologiích, biologii a medicíně, astronomii, při měření velmi krátkých časových úseků a v telekomunikacích.

Bezpečnostní technologie

Terahertzové záření „vidí“ jiné materiály než klasické viditelné světlo. Terahertzové záření zejména proniká skrz většinu plastických hmot a oděvů, ale není propouštěno vodou. Díky těmto vlastnostem je terahertzové záření nástrojem pro různé bezpečnostní kontroly.

Tyto detektory se velmi účinně používají k identifikaci skrytých materiálů, zbraní nebo výbušnin. Výhodou t-paprsků oproti rentgenovému záření je , že pronikají mnoha typy materiálů bez zdravotních rizik.

Typy skenerů s T-paprsky jsou různé, od podobných fotokopírce, kde se na snímací plochu pokládá zavazadlo, až po velké průchozí plenty nebo přijímače naladěného k vyhledávání zakopaných výbušnin před postupem vojska. Protože skener může být přizpůsoben k detekci spektrálních otisků různých materiálů, je možné aby zahrnoval rozsáhlou databázi, která umožní identifikaci a detekci široké škály materiálů.

V roce 2010 se uvažovalo o využití terahertzových skenerů na letištích. Toto využití v roce 2010 nové technologie budilo kontroverze, jelikož terahertzový skener při kontrole osob vytváří fotografie, které částečně odstraňují oblečení; tím je ale umožněno, že například zbraně, výbušné pásy apod. jsou jasně viditelné, stejně jako další osobní předměty.

Zobrazování v lékařství

Terahertzové záření proniká několik milimetrů do tkání s nízkým obsahem vody. Jeho citlivost na obsah vody jej předurčuje k použití jako sondu některých typů nádorů. Na rozdíl od rentgenových paprsků je terahertzové záření neionizující, což znamená, že jeho energie je příliš nízká než aby mohlo jakkoliv poškodit tkáně.^[3]

Telekomunikace

Systémy založené na vlnách s terahertzovou nosnou frekvencí mohou pracovat s modulací ve velmi širokém frekvenčním pásmu a tak umožnit velmi vysoké přenosové rychlosti, které v principu mohou dosahovat řádu 10¹¹ bits·s⁻¹.

Reference

1. (Science 268, 23 June 1995, str. 1702).
2. Jan Valenta:Vesmírný laser - /Ve světě terahertzů/ , Publikováno: Vesmír 75, 194, 1996/4, vesmir.cz
3. Úvod Laboratoř terahertzové spektroskopie, Praha

Externí odkazy

• Josef Kučera: Objev: detektor terahertzových vln může částečně nahradit škodlivý rentgen 24. listopadu 2008, iDnes.cz
• Terahertzový filtr pro nové technologie 7. 4. 2007, osel.cz
• Eric Mueller:Terahertzové radiace: aplikace a zdroje aip.org (anglicky)

Autoritní data	NKC: ph761298 PSH: 3426 GND: 4346673-4 LCCN: sh85129520 NDL: 01156143 NLI: 987007543738105171