En simpel metode til at forbedre responsiviteten af ​​terahertz-strålingsdetektorer

Forskere fra Tomsk Polytechnic University har sammen med kolleger fra spanske universiteter tilbudt en enkel metode til at forbedre responsiviteten af ​​terahertz-strålingsdetektorer med 3,5 gange ved hjælp af en lille teflonterning. 1 mm terningen skal sættes på overfladen af ​​detektoren uden at ændre detektorens indre design.

Sådanne detektorer anvendes i helkropsscannere, spektrometre, og medicinsk udstyr til diagnosticering af hudkræft, forbrændingsskader og patologiske ændringer i blodet. Forskningsresultaterne blev offentliggjort i Optik bogstaver .

Terahertz-området ligger mellem mikrobølge- og infrarødområdet i det elektromagnetiske spektrum. Bølger kortere end 1 mm forplanter sig i terahertz-området. De er i stand til at perkolere forskellige materialer, mens de ikke fører til atomisk ionisering af stof, i modsætning til røntgenstråler.

"Terahertz-strålingsdetektorer er, som regel, ret kompakte enheder. I dag, forskere fra forskellige lande er interesserede i at forbedre deres reaktionsevne og andre parametre. Jo højere respons, de svagere signaler kan modtages og mere præcise målinger kan udføres. De fleste forskere forsøger at løse dette problem ved at ændre detektorens design og de materialer, den er lavet af. Det er kompliceret og ofte meget dyrt. I mellemtiden vores løsning er tydelig at se, " siger Oleg Minin, Professor ved afdelingen for elektronisk teknik på TPU School of Non-Destructive Testing.

I deres eksperimenter, forskerne brugte en mikropartikel i form af teflonterningen, et tilgængeligt dielektrisk materiale, gennem hvilket elektromagnetiske bølger i terahertz-området er i stand til at perkolere. Terningen blev sat på overfladen af ​​detektoren.

"Der er et responsivt sted inde i detektoren. Stedet kan være lavet af forskellige materialer, men dets typiske skala er altid mindre end bølgelængden. Det er det område, der er ansvarligt for at fange elektromagnetiske bølger og overføre dem. På grund af formen og materialet, vores kube har en evne til at fokalisere stråling godt, falder på detektorens responsive sted, i skalaen begrænset til eller mindre end et diffraktionsbegrænset system. Eksperimenterne udført sammen med de spanske kolleger viste det:partiklen fokaliserede strålingen, og den udsendte stråling faldt ind i det reagerende område, " forklarer Oleg Minin.

Ifølge forskerne, den udviklede metode til forbedring af detektorresponsivitet uden at ændre dens design er anvendelig til næsten enhver detektor.

Under forsøgene, forskerne fastsatte responsivitetsforøgelse med 11 decibel, hvilket er 3,5 gange højere end standardparametrene for detektoren.