Источник: CNews.ru.
Дата публикации: 20/01/2006
Солонка хранила секрет терагерцового лазера
Американские ученые обнаружили новый и предельно простой механизм когерентного излучения света, отличный от обычных лазеров, но приводящий к схожему результату – генерированию когерентного монохромного излучения.
Оказалось, что для этого необходимо всего лишь резко встряхнуть солонку. О том, что при этом возможно излучение фотонов, было известно и раньше, однако предполагалось, что излучение будет некогерентным. Однако группа ученых из ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса в Калифорнии под руководством Ивэна Рида (Evan Reed) показала, что, встряхнув солонку, можно продуцировать также и когерентное излучение. Его доля в общем потоке фотонов, правда, невелика. В основе механизма излучения, сообщает Nature, — тот факт, что при прохождении ударной волны в веществе длинные цепочки атомов начинают двигаться синхронно, генерируя при этом когерентное излучение.
Неожиданное открытие представляет собой не просто академический курьез. Дело в том, что когерентное излучение обычной соли, которое продуцируется обычным встряхиванием, приходится на терагерцовый диапазон, в котором пока что лазеры обычных конфигураций не излучают.
К освоению терагерцового диапазона наука и техника приступили сравнительно недавно, однако возможности его применения уже сейчас кажутся впечатляющими.
Некоторые примеры
-Американские физики продемонстрировали строго ориентированные лучи терагерцового лазера
Группа исследователей из Гарвардского (США) и Лидсского (Великобритания) университетов создала терагерцевый лазер с малой расходимостью пучка.
Терагерцевое излучение свободно проникает сквозь ткань, пластик, бумагу и многие другие материалы. Оно прекрасно подходит для обнаружения разного рода запрещённых к перевозке веществ и предметов в багаже и грузах; кроме того, его можно использовать для поиска дефектов в материалах и наблюдения раковых опухолей.
К сожалению, современные полупроводниковые лазеры терагерцевого диапазона не слишком хорошо справляются с этими задачами, поскольку их излучение расходится — распространяется примерно так же, как свет от обычной лампы», — говорит участник исследования Федерико Капассо (Federico Capasso).
Задавшись целью решить эту проблему, авторы начали экспериментировать с квантовым каскадным лазером — полупроводниковым устройством, излучающим в средней или дальней ИК-областях спектра.
[600x343]Рис. 1. Схема расположения бороздок на полупроводниковой поверхности терагерцевого лазера. Цветом отмечены группы бороздок разной глубины. Справа — та же поверхность под сканирующим электронным микроскопом. (Иллюстрация из журнала Nature Materials).
Лазер, который модифицировали физики, работал на частоте в 3 ТГц (на длине волны в 100 мкм — в дальней ИК-области). Как оказалось, для уменьшения расходимости пучка достаточно выполнить на полупроводниковой поверхности — сильнолегированном арсениде галлия — массив микроскопических бороздок. Такая структура, по принципу действия схожая с метаматериалами, выполняет роль коллиматора и снижает расходимость пучка до ~10˚.
Так мы можем избавиться от необходимости установки дорогих и громоздких линз», — заключает г-н Капассо.
-(Новосибирский ЛСЭ)
Мощный терагерцовый лазер на свободных электронах - Новосибирский ЛСЭ. Новосибирский ЛСЭ является одной из главных пользовательских установок Сибирского центра синхротронного и терагерцового излучения, средняя мощность излучения этого лазера является рекордно большой в мире, и, по видимому, и останется такой в ближайшее время. По спектральной мощности излучения Новосибирский ЛСЭ на несколько порядков превосходит все существующие в мире источники. Это позволяет проводить уникальные, не имеющие аналогов в мире, эксперименты, с применением терагерцового излучения
Особые перспективы у него в медицинской диагностике.
так выглядит зуб в терагерцовом диапазоне спектра.
Терагерцовое излучение может проникать сквозь ткани человека, аналогично рентгеновскому излучению, однако при этом не повреждает сами ткани. Излучение позволяет идентифицировать химические вещества, а не только химические элементы, что дает возможность использовать его...
Поможет открытие и фундаментальной науке — как оказалось, с его помощью удобно исследовать воздействие ударных волн на кристаллические структуры. Доскональное изучение свойств этого излучения невозможно без создания его эффективных источников (генераторов). Такие устройства уже созданы, однако терагерцового лазера у ученых пока что не было.
Математическая модель, построенная и исследованная группой д-ра Рида, показала, что обычная поваренная соль (NaCl, хлорид натрия) под воздействием ударной волны — например, вследствие взрыва, — или же лазерного импульса генерирует когерентное излучение в субмиллиметровом (терагерцовом) диапазоне.
Те из Вас, кто когда-нибудь работал с мощными промышленными лазерами для резки металла (мы использовали такие, гелиевые, мощностью 2,6 Квт. на луче для резки 12 мм. стальной брони), должны знать, что линзы оптических систем таких лазеров изготавливают из монокристаллов каменной поваренной соли. Стекло не выдерживает, горит, а соли все нипочем… Только вот линзы и зеркала из соли от воды нужно защищать напылением тонкого слоя серебра.
Чем же отличается монокристаллическая каменная соль от обычной, поваренной, нам привычной? Монокристаллическая соль безводная, это чистый NaCl, а обычная соль – обводненная, там к каждой молекуле «подсоединены» несколько молекул мономеров воды, около десятка. Поэтому, когда мелко перемолотую каменную соль продают для пищевых нужд (соль «экстра»), хозяйки ей суп и пересаливают – она «солонее», не разбавленная, поскольку по весу в ней вода отсутствует.
А из каменной соли и точат оптические линзы мощных лазеров, призмы…
Входы в камеры царя и царицы Великой пирамиды охраняли мощные боевые лазеры, и над фронтоном камеры царя находились оптические элементы (излучатели) этой системы, выполненные из каменной соли.
Пирамида(предположения,но кто знает?)
[269x700] После того, как оборудование пирамиды было разрушено, и линзы оптических систем лазеров разбиты вместе с защитным покрытием, гигроскопичная каменная соль за тысячи лет впитала в себя влагу воздуха, и превратилась в обычную, рассыпчатую. Обломки солевых линз, в отличие от задающих кристаллов оптического резонатора – Большой галереи,– соль общедоступна, а линзы разбиты. Все обломки солевых линз остались на месте, и когда через тысячи лет после разгрома, в 820 году н.э. в пирамиду в поисках сокровищ проник первый человек, халиф Аль-Мамун, он обнаружил там обычную соль... Хэнкок "Следы Богов" «...камера царицы, очевидно, пустая с момента постройки, имеет размер 5,2 метра с севера на юг и 5,5 метра с востока на запад. У нее элегантный двускатный потолок высотой 6,3 метра, с коньком, ориентированным точно по направлению восток-запад. Пол ее, однако, выглядит незавершенным. На бледных грубо отесанных стенах из известняка постоянно выделяется соль, по поводу чего было много бесплодных рассуждений." А это был ключ к тайне пирамиды…
[показать]