В Новосибирске 10 сентября сообщили о новом плазменном способе получать терагерцевое излучение. Разработка принадлежит специалистам Института ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН. По информации пресс-службы института, метод позволит создать источник ТГц-излучения с высокой энергией и мощностью. Его можно применять в компактных «настольных» установках — для изучения искусственно создаваемой намагниченности и сверхпроводимости материалов, сканирования и неразрушающего контроля. Об этом сообщает ИА Красная Весна.
ТГц-волны не ионизируют материалы, проходят через многие среды и не разрушают химические связи. Поэтому их используют для проверки упаковок с медикаментами и в аэропортовых сканерах. В будущем диапазон может лечь в основу новых стандартов связи.
Среди существующих источников терагерцевого излучения одни дают короткие мощные импульсы с широким спектром, другие — узкую спектральную линию. Мощное узкополосное ТГц-излучение обеспечивают лазеры на свободных электронах. В ИЯФ СО РАН есть лазер на свободных электронах — новосибирский ЛСЭ. По средней мощности импульсов ему нет равных в мире, но установка очень большая, и позволить ее может не каждый.
Инженер ИЯФ СО РАН Евгения Волчок пояснила: в плазме можно возбуждать долго живущие колебания с высокой амплитудой, но сами по себе они в вакуум не выходят. Ученые запустили в плазму два лазерных импульса навстречу друг другу и задали волнам разные поперечные профили. Так возник нескомпенсированный электрический ток — источник излучения. При столкновении волн появляются колебания на удвоенной частоте, способные распространяться в вакууме.
Чтобы повысить энергию, исследователи предлагают сталкивать широкие волны в плазме, чья интенсивность модулирована в мелком масштабе. Каждую волну можно создавать парой лазерных пучков, сфокусированных под малым углом. Широкие волны вмещают больше энергии, а из-за слабой дифракции область излучения вырастает в несколько раз. По расчетам, эффективность преобразования достигает 1% — на два порядка выше типичных значений в лазерно-плазменных схемах. Результаты моделирования опубликованы в журнале Physics of Plasmas, а специалисты ИЯФ СО РАН планируют эксперименты для проверки этих параметров.