Wetenschappers van de Tomsk Polytechnic University hebben samen met collega's van Spaanse universiteiten een eenvoudige methode aangeboden om de responsiviteit van terahertz-stralingsdetectoren met 3,5 keer te verbeteren met behulp van een kleine teflon-kubus. De kubus van 1 mm moet op het oppervlak van de detector worden geplaatst zonder het interne ontwerp van de detector te veranderen.

Dergelijke detectoren worden toegepast in full-body scanners, spectrometers, en medische hulpmiddelen voor de diagnose van huidkanker, brandwonden en pathologische veranderingen in het bloed. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in de Optica Letters .

Het terahertz-bereik ligt tussen het microgolf- en infraroodbereik in het elektromagnetische spectrum. Golven korter dan 1 mm planten zich voort in het terahertz-bereik. Ze kunnen verschillende materialen doordringen zonder te leiden tot atomaire ionisatie van materie, in tegenstelling tot röntgenstralen.

"Terahertz stralingsdetectoren zijn, als een regel, vrij compacte apparaten. Vandaag de dag, onderzoekers uit verschillende landen zijn geïnteresseerd in de verbetering van hun responsiviteit en andere parameters. Hoe hoger de respons, de zwakkere signalen kunnen worden opgevangen en nauwkeurigere metingen kunnen worden uitgevoerd. De meeste onderzoekers proberen dit probleem op te lossen door het ontwerp van de detector en de materialen waarvan hij is gemaakt te veranderen. Het is ingewikkeld en vaak erg duur. In de tussentijd, onze oplossing is duidelijk te zien, " zegt Oleg Minin, Hoogleraar van de afdeling elektronische engineering van de TPU-school voor niet-destructief testen.

In hun experimenten, de wetenschappers gebruikten een microdeeltje in de vorm van de teflonkubus, een beschikbaar diëlektrisch materiaal waardoor elektromagnetische golven van het terahertz-bereik kunnen doordringen. De kubus werd op het oppervlak van de detector geplaatst.

"Er is een responsieve site in de detector. De site kan van verschillende materialen zijn gemaakt, maar de typische schaal is altijd kleiner dan de golflengte. Het is het gebied dat verantwoordelijk is voor het opvangen van elektromagnetische golven en het overbrengen ervan. Vanwege de vorm en het materiaal, onze kubus heeft het vermogen om straling goed te focaliseren, vallen op de responsieve site van de detector, in de schaal beperkt tot of kleiner dan een diffractiebeperkt systeem. De experimenten die samen met de Spaanse collega's werden uitgevoerd, bewezen het:het deeltje focuste de straling en de uitgezonden straling viel in het responsieve gebied, " legt Oleg Minin uit.

Volgens de wetenschappers de ontwikkelde methode om de responsiviteit van de detector te verbeteren zonder het ontwerp te veranderen, is toepasbaar op bijna elke detector.

Tijdens de experimenten, de wetenschappers hebben de responsiviteitsverbetering vastgesteld met 11 decibel, wat 3,5 keer hoger is dan de standaardparameters van de detector.