Ученые из Томска нашли простой способ увеличить чувствительность терагерцовых приемников в 3,5 раза

Достаточно разместить на поверхности приемника тефлоновый кубик размером 1 мм, никак не меняя внутреннее устройство прибора.

«Приемники терагерцового излучения — это, как правило, достаточно компактные устройства. Повышение их чувствительности и других параметров сегодня интересует исследователей в разных странах. Так как, чем выше чувствительность, тем более слабые сигналы можно улавливать и точнее проводить измерения, — говорит один из авторов статьи, профессор отделения электронной инженерии Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности ТПУ Олег Минин. — Большинство исследователей пытаются решить этот вопрос, меняя конструкцию самого приемника и материалы, из которых он сделан. Это сложно и зачастую дорого. Наше решение лежит буквально на поверхности».

В экспериментах ученые использовали микрочастицу в форме кубика из тефлона — доступного диэлектрического материала, через которой способны проникать электромагнитные волны терагерцового диапазона. Кубик размещали на поверхности приемника.

Тарагерцевые приемники применяются, например, в сканерах для персонального досмотра, спектрометрах, а в медицине — в приборах для диагностики рака кожи, ожоговых ран, патологических изменений крови.

 На шкале электромагнитных волн терагерцовый диапазон располагается между микроволновым и инфракрасным. К нему относятся волны с длиной меньше 1 мм. Они способны проникать сквозь различные материалы, но, в отличие от рентгеновских лучей, это не приводит к ионизации атомов вещества.

«Внутри приемника находится чувствительная площадка. Она бывает из разных материалов, но ее характерный размер всегда меньше длины волны. Именно эта зона отвечает за улавливание электромагнитных волн и передачу. Наш кубик за счет формы и самого материала обладает способностью хорошо фокусировать излучение, попадающее на чувствительную площадку детектора, в размер, ограниченный или меньше дифракционного предела. Эксперименты, проведенные совместно с испанскими коллегами, это подтвердили: частица фокусировала излучение, на выходе оно попадало точно в чувствительную зону», — поясняет Олег Минин.

По словам ученых, разработанный метод повышения чувствительности детекторов без изменения их конструкции применим практически к любым детекторам различных диапазонов.
Во время экспериментов ученые зафиксировали увеличение чувствительности на 11 децибел, что 3,5 раза выше стандартных параметров детектора.

Результаты экспериментов опубликованы в журнале Optics Letters.

• #Физика