Terahertz stråling
Terahertz stråling, Terahertz radiobølger, THF (Tremendously High Frequency), submillimeterbølger, T-stråler, T-bølger eller T-lux er betegnelsen for radiobølger med en frekvens (fra men ikke med) 300 GHz - 3 THz.
Introduktion
[redigér | rediger kildetekst]Terahertz stråling ligger i det elektromagnetiske spektrum imellem infrarød stråling og mikrobølgestråling - og det deler nogle egenskaber med hver af disse. Ligesom infrarød og mikrobølge stråling udbreder terahertz stråling i line of sight og er ikke-ioniserende. Ligesom mikrobølge stråling kan terahertz stråling gennemtrænge mange former for elektrisk isolerende materialer. Terahertz stråling kan passerer gennem tøj, papir, pap, træ, murværk, plast og keramik. Penetreringsdybden er typisk mindre end mikrobølge stråling. Terahertz stråling kan med vanskelighed trænge gennem tåge og skyer og kan ikke trænge gennem flydende vand - eller metal.[1]
Jordens atmosfære er en stærk absorber af terahertz stråling i de specifikke vanddampes absorptionsbånd, så terahertz stråling dæmpes så meget, at de ikke kan benyttes til langdistance kommunikation. Men ved afstande på op til ca. 10 meter er båndet anvendeligt til fx billeddannelse og til højbåndbredde trådløst datanet systemer, specielt indendørssystemer.
Kilder
[redigér | rediger kildetekst]Naturlige
[redigér | rediger kildetekst]Terahertz stråling bliver udsendt som en del af sortlegeme stråling fra alle legemer med en temperatur større end omkring 10 kelvin.
Kunstig
[redigér | rediger kildetekst]I 2012 var følgende kendte kilder til terahertz stråling:
- gyrotronen
- Schottky-diode multiplikatorer[2]
- varaktor (varaktordiode) multiplikatorer
- quantum cascade laser[3][4][5][6]
- fri elektron laser (FEL)
- synkrotron kilder
- photomixing kilder
I 2009 blev det opdaget at selve det at afrulle klisterbånd genererer ikke-polariseret terahertz stråling, med en smal top ved 2 THz og med en bredere top ved 18 THz. Hypotetisk forestiller man sig at mekanismen bag skabelsen af terahertz stråling er klisterbåndets triboelektriske effekt og den efterfølgende afladning; man formoder at processen involverer bremsestråling med absorption eller energy density focusing ved dielektrisk breakdown af a gas.[7]
I 2011 producerede den japanske elektronikproducent Rohm og et forskningsteam ved Osaka University en mikrochip som kunne overføre 1,5 Gbit/s ved anvendelse af terahertz stråling.[8]
I 2013 udviklede forskere ved Georgia Institute of Technology's Broadband Wireless Networking Laboratory og Polytechnic University of Catalonia en metode at lave en grafenradioantenne: En radioantenne som blev formet til grafenstrimler med 10 til 100 nanometers bredde og én mikrometer lang. Sådan en radioantenne kan udsende i terahertz frekvensintervallet.[9][10]
Kilder/referencer
[redigér | rediger kildetekst]- ^ JLab generates high-power terahertz light Arkiveret 17. november 2010 hos Wayback Machine. CERN Courier. 1 January 2003.
- ^ Virginia Diodes Virginia Diodes Multipliers Arkiveret 15. marts 2014 hos Wayback Machine
- ^ Köhler, Rüdeger; Alessandro Tredicucci; Fabio Beltram; Harvey E. Beere; Edmund H. Linfield; A. Giles Davies; David A. Ritchie; Rita C. Iotti; Fausto Rossi (2002). "Terahertz semiconductor-heterostructure laser". Nature. 417 (6885): 156-159. Bibcode:2002Natur.417..156K. doi:10.1038/417156a. PMID 12000955.
- ^ Scalari, G.; C. Walther; M. Fischer; R. Terazzi; H. Beere; D. Ritchie; J. Faist (2009). "THz and sub-THz quantum cascade lasers". Laser & Photonics Review. 3: 45-66. doi:10.1002/lpor.200810030.
- ^ Lee, Alan W. M.; Qi Qin; Sushil Kumar; Benjamin S. Williams; Qing Hu; John L. Reno (2006). "Real-time terahertz imaging over a standoff distance (>25 meters)". Appl. Phys. Lett. 89 (14): 141125. Bibcode:2006ApPhL..89n1125L. doi:10.1063/1.2360210.
- ^ Fathololoumi, S.; Dupont, E.; Chan, C. W. I.; Wasilewski, Z. R.; Laframboise, S. R.; Ban, D.; Matyas, A.; Jirauschek, C.; Hu, Q.; Liu, H. C. (13. februar 2012). "Terahertz quantum cascade lasers operating up to ~200 K with optimized oscillator strength and improved injection tunneling". Optics Express. 20 (4): 3866-3876. Bibcode:2012OExpr..20.3866F. doi:10.1364/OE.20.003866. PMID 22418143. Hentet 21. marts 2012.
- ^ Peeling adhesive tape emits electromagnetic radiation at terahertz frequencies www.opticsinfobase.org 6 August 2009. Retrieved August 2009
- ^ New Chip Enables Record-Breaking Wireless Data Transmission Speed www.techcrunch.com 22 November 2011. Retrieved November 2011
- ^ Hewitt, John (25. februar 2013). "Samsung funds graphene antenna project for wireless, ultra-fast intra-chip links". ExtremeTech. Hentet 8. marts 2013.
- ^ Talbot, David (5. marts 2013). "Graphene Antennas Would Enable Terabit Wireless Downloads". Technology Review. Massachusetts Institute of Technology. Hentet 8. marts 2013.