Ny opdagelse om terahertz-stråling gavner biomedicin

Forskere fra ITMO University for første gang i verden formåede direkte at måle det ikke-lineære brydningsindeks for stof i terahertz-området. Resultaterne af eksperimenterne blev sammenlignet med tidligere teoretiske forudsigelser for at bekræfte tilstedeværelsen af ​​ikke-lineære effekter. De opnåede data kan bruges til at styre lys, samt i grundforskning og biomedicinsk forskning. Resultaterne offentliggøres i Optik Express .

I løbet af de sidste 40 år, terahertz-stråling har fundet udbredt anvendelse til kvalitetskontrol og sikkerhedssystemer, til stofbestemmelse, samt til forskellig biomedicinsk forskning. Imidlertid, strålingskilder med høj effekt i dette område dukkede op for relativt nylig. Sådan kraftig stråling ændrer mediets brydningsindeks og påvirker, hvordan det transmitterer stråling fra andre områder. Forskere kalder sådanne effekter for ikke-lineariteter og studerer dem for at skabe enheder til styring af lys.

For første gang i verden, forskerne fra ITMO University målte direkte det ikke-lineære brydningsindeks for stof i terahertz-området. De tilpassede den tidligere kendte Z-scanningsmetode for at opnå eksperimentelle data om, hvordan højeffektstråling ændrer prøvens brydningsindeks. Derefter udførte forskerne en numerisk simulering af eksperimentet og sammenlignede resultaterne:de viste sig at ligne hinanden.

"For første gang, vi formåede pålideligt at verificere, at terahertz-stråling forårsager stærk ikke-linearitet i mediet. Indtil nu, vi udførte målinger kun for vand, men vi planlægger at udvide rækken af ​​medier til at udføre eksperimentelle og teoretiske undersøgelser af denne art. De opnåede data vil være nyttige til at skabe enheder til lysstyring, såvel som til grundforskning og biomedicinsk forskning, " kommenterede Maria Zhukova, medlem af Laboratory of Femtosecond Optics and Femtotechnologies på ITMO University.

"Vores laboratorium har længe været engageret i udviklingen af ​​højintensive terahertz-strålingskilder, og vi har allerede opnået nogle fremragende resultater. Men før vi går dybt ind i de grundlæggende aspekter af det, vi besluttede at beskrive de ikke-lineariteter, det forårsager ved hjælp af sjældent udstyr på ITMO University. Vi tilpassede metoden til måling af ikke-linearitet for at bruge eksisterende eksperimentel base så effektivt som muligt, " tilføjer Maksim Melnik fra Laboratory of Femtosecond Optics and Femtotechnologies på ITMO University.