Терагерцевое сканирование становится дальнобойным
Аспирант Политехнического института Ренсселаера Бенджамин Клох (Benjamin Clough) разработал новую технологию терагерцевого сканирования. Этот метод использует звуковые волны для увеличения расстояния сканирования и может помочь в создании совершенных технологий удаленного обнаружения скрытых взрывчатых веществ, химикатов и других опасных материалов.
Терагерцевые волны занимают большой сегмент электромагнитного спектра между инфракрасным и микроволновым диапазонами. Они легко проникают сквозь различные материалы, но, в отличие от рентгеновских и микроволновых лучей, терагерцевое излучение имеет очень низкую энергию и не представляет угрозы для здоровья людей.
Бенджамин Клох со своим сканером
Ключевым ограничением практического применения терагерцевых лучей является небольшая дальность работы, например, влага в воздухе сильно поглощает терагерцевые волны и ослабляет сигнал зондирования. Это очень серьезный недостаток для тех сфер деятельности, где оператор хочет быть подальше от потенциальной угрозы: работа со взрывными устройствами и ядами.
Клох избавился от этого ограничения, использовав звуковые волны для удаленного прослушивания терагерцевых сигналов. Фокусировка двух лазерных пучков в воздухе создает небольшую вспышку плазмы, которая в свою очередь генерирует терагерцевый импульс. Еще одна пара лазеров направляется на объект изучения для создания второй вспышки плазмы, которая обнаруживает терагерцевый импульс после взаимодействия с исследуемым веществом. На этом этапе «прослушиваются» акустические волны, возникающие в результате ионизации воздуха. Бенджамин Клох обнаружил, что с помощью чувствительного микрофона можно «слушать» плазму и считывать информацию терагерцевых волн. Эта аудиоинформация затем преобразуется в цифровые данные и сверяется с библиотекой известных сигнатур для определения химического состава материала.
Пока ученый успешно демонстрирует возможность использования акустики для обнаружения терагерцевых сигнатур на максимальном расстоянии, доступном в его лаборатории, - 11 метров. Наряду с увеличением расстояния от потенциально опасных материалов дополнительным преимуществом нового метода является то, что объект не обязательно наблюдать визуально.
Потенциальные сферы применения изобретения Бенджамина Клоха, преодолевшего основные ограничения дистанционной терагерцевой спектроскопии, включают экологический мониторинг атмосферы, слежение за выбросами из труб предприятий, проверку подозрительных пакетов, багажа, а также поиск замаскированных мин с безопасного расстояния.
Терагерцевые волны занимают большой сегмент электромагнитного спектра между инфракрасным и микроволновым диапазонами. Они легко проникают сквозь различные материалы, но, в отличие от рентгеновских и микроволновых лучей, терагерцевое излучение имеет очень низкую энергию и не представляет угрозы для здоровья людей.
Бенджамин Клох со своим сканером
Ключевым ограничением практического применения терагерцевых лучей является небольшая дальность работы, например, влага в воздухе сильно поглощает терагерцевые волны и ослабляет сигнал зондирования. Это очень серьезный недостаток для тех сфер деятельности, где оператор хочет быть подальше от потенциальной угрозы: работа со взрывными устройствами и ядами.
Клох избавился от этого ограничения, использовав звуковые волны для удаленного прослушивания терагерцевых сигналов. Фокусировка двух лазерных пучков в воздухе создает небольшую вспышку плазмы, которая в свою очередь генерирует терагерцевый импульс. Еще одна пара лазеров направляется на объект изучения для создания второй вспышки плазмы, которая обнаруживает терагерцевый импульс после взаимодействия с исследуемым веществом. На этом этапе «прослушиваются» акустические волны, возникающие в результате ионизации воздуха. Бенджамин Клох обнаружил, что с помощью чувствительного микрофона можно «слушать» плазму и считывать информацию терагерцевых волн. Эта аудиоинформация затем преобразуется в цифровые данные и сверяется с библиотекой известных сигнатур для определения химического состава материала.
Пока ученый успешно демонстрирует возможность использования акустики для обнаружения терагерцевых сигнатур на максимальном расстоянии, доступном в его лаборатории, - 11 метров. Наряду с увеличением расстояния от потенциально опасных материалов дополнительным преимуществом нового метода является то, что объект не обязательно наблюдать визуально.
Потенциальные сферы применения изобретения Бенджамина Клоха, преодолевшего основные ограничения дистанционной терагерцевой спектроскопии, включают экологический мониторинг атмосферы, слежение за выбросами из труб предприятий, проверку подозрительных пакетов, багажа, а также поиск замаскированных мин с безопасного расстояния.
Ещё новости по теме:
18:20