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.

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.

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.

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu terahertzové záření na Wikimedia Commons
• 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