Nieuwe terahertz-apparaten zoals biosensoren en antennes in snelle communicatiesystemen kunnen profiteren van een analyse van een terahertz-lens met een schot in de roos, uitgevoerd door een volledig RIKEN-team.

Terahertz-golven worden zo genoemd omdat ze typisch frequenties hebben tussen 0,1 en 10 terahertz (1 terahertz is een biljoen cycli per seconde). Ze zijn ingeklemd tussen de microgolf- en infrarode gebieden van het elektromagnetische spectrum. Nieuwe technologieën op basis van terahertz-golven nemen een vlucht op gebieden zoals beeldvorming, draadloze communicatie en sensoren.

Lenzen bestaande uit concentrische groeven worden vaak gebruikt om terahertz-golven te focussen in toepassingen zoals beeldvorming met hoge resolutie en antennes voor snelle draadloze communicatie. Deze schot in de roos-structuren propageren terahertz-golven in openingen die kleiner zijn dan de golflengte van de terahertz-straling. Maar tot nu toe zijn hun scherpstelprestaties alleen gemeten voor terahertz-golven die ze vierkant raken en niet voor golven die ze schuin raken.

"Deze lenzen zijn sterk afhankelijk van de hoek van de invallende terahertz-golf", zegt Yu Tokizane van het RIKEN Center for Advanced Photonics. "Deze hoekafhankelijkheid is in eerdere studies genegeerd omdat metingen bij schuine inval moeilijk zijn vanwege de lage signaalintensiteit. Veel praktische toepassingen van de terahertz-schotsen-oogstructuur vereisen echter verschillende invalshoeken."

Nu hebben Tokizane, Hiroaki Minamide en drie collega's, allemaal van het RIKEN Center for Advanced Photonics, de reactie van een lens met een schot in de roos gemeten op terahertz-golven die hem raken onder hoeken tussen 0 en 8 graden.

"Onze resultaten zullen nuttig zijn voor het optimaliseren van de koppelingsefficiëntie van een schot in de roos, een type apparaat dat kan worden gebruikt in spectroscopische en variërende toepassingen", zegt Tokizane.

Het team ontdekte dat de lenzen twee resonanties veroorzaken:een hoofdresonantie die varieert met de invalshoek en een zijlob van de hoofdresonantie. Deze resultaten zouden goed kunnen worden gereproduceerd door een eenvoudig model.

"De gemeten spectra van de roos-structuur zien er op het eerste gezicht ingewikkeld uit", merkt Tokizane op. "Ons model beschrijft echter de experimentele resultaten, inclusief kleine pieken, waardoor we er zeker van zijn dat de experimentele resultaten geen artefacten zijn. In deze studie was het interessant om te ontdekken dat schijnbaar gecompliceerde resultaten correct zijn en alleen gevolgen van eenvoudige fysieke verschijnselen zonder mooie aannames ."

De studie is gepubliceerd in Physical Review Applied . + Verder verkennen

Resonante tunneling diode-oscillatoren voor terahertz-golfdetectie