زمانی که هنوز هم روش موثر و ارزانی برای تولید انبوه گسیلنده تراهرتزی وجود ندارد، کند و پاش لیزری می تواند خروجی GaAs که نیمرسانای رایج مورد استفاده در این دستگاه ها است را افزایش دهد.
بر پایه ی تحقیقات واحد اسپکتروسکوپی فمتوثانیه در موسسه علوم و تکنولوژی اکیناوا واحد دانشگاه(OIST)، میکروساختار سطحی لایه نازک GaAs نقش مهمی را در جذب و گسیل انرژی بازی می کند.
کند و پاش ماده با پالس های لیزر فمتوثانیه باعث بوجود آمدن ناهمواری و شیارهایی با اندازه میکرونی می شود که این جذب نور را افزایش می دهد. بعد از این فرایند، و درصورتی که GaAs به اندازه کافی با لیزر پرتوان پمپاژ شود، خروجی تراهرتز تا ۶۵ درصد افزایش می یابد.
جولین مادائو محقق پست دکترا می گوید ” کند و پاش فمتوثانیه لیزری، به ما این اجازه را می دهد که خصوصیات مواد را مهندسی کنیم و بر محدودیت های ذاتی آن ها غلبه کنیم. به عنوان مثال باعث جذب ۱۰۰ درصدی فوتون، همچنین پهنای باند پهن تر، کنترل روی غلظت الکترون و طول عمر بالاتر می شود.”
کند و پاش فمتوثانیه لیزری، ناهمواری و شیارهای با اندازه ی میکرونی روی سطح لایه نازک GaAs ایجاد می کند، اندازه خط مقیاس ۱۰ میکرومتر و بزرگنمایی ۳۵۰۰x است.(برگرفته شده از OIST)
تکنیک کند و پاش علی رغم کاهش جریان نوری، خروجی را افزایش می دهد.
محققان می گویند: دلیل این پدیده ی متناقض این است که در نیمرسانای GaAs که در معرض کند و پاش قرار گرفته است طول عمر بار- حامل کوتاهتر می شود.
ناحیه ی تراهرتزی بین نور IR و میکروویو طیف الکترومغناطیس قرار گرفته است و شامل طول موج های بین ۰٫۱ تا ۱ میلیمتر می شود.
تولید امواج تراهرتزی به دلیل اینکه فرکانس آن ها برای فرستنده های متداول رادیویی خیلی زیاد و برای گسیلنده های اپتیکی خیلی کم، مشکل است.
یکی از رایج ترین گسیلنده های تراهرتزی مورد استفاده، آنتن نور رسان است که از دو اتصال الکتریکی و یک لایه نازک نیمرسانا در بین آن ها که اغلب GaAs است تشکیل شده است. وقتی که به آنتن یک پالس کوتاه لیزری تابانده شود، فوتون ها الکترون های نیمرسانا را برانگیخته می کنند و یک قطار کوتاه از تابش تراهرتزی تولید می شود. بنابراین انرژی باریکه لیزر به موج تراهرتز انتقال می یابد.
تابش تراهرتزی توسط آب جذب می شود که این استفاده از دستگاه های تراهرتزی را در جو زمین به فاصله های کوتاه محدود می کند. اما این تابش می تواند به درون پارچه، کاغذ، مقوای نازک، پلاستیک، چوب و سرامیک نفوذ کند.
مواد زیادی اثر انگشت منحصر به فردی در باند تراهرتزی دارند، که این به آسانی اجازه شناسایی را با اسکنرهای تراهرتزی می دهد.
به علاوه، برخلاف تابش x و نور uv، تابش تراهرتزی غیر یون ساز است و استفاده ی آن ها را روی بافت های زنده و DNA ایمن می کند. امواج تراهرتزی همچنین می توانند در ارتباطات و بدلیل پهنای باند بزرگتر آن نسبت به امواج میکرویو که امروزه در شبکه wifi از آن استفاده می شوند، مورد استفاده قرار گیرند.
این تحقیق در Optics Letters وبا مشخصه doi: 10.1364/OL.40.003388 چاپ شده است.بر پایه ی تحقیقات واحد اسپکتروسکوپی فمتوثانیه در موسسه علوم و تکنولوژی اکیناوا واحد دانشگاه(OIST)، میکروساختار سطحی لایه نازک GaAs نقش مهمی را در جذب و گسیل انرژی بازی می کند.
کند و پاش ماده با پالس های لیزر فمتوثانیه باعث بوجود آمدن ناهمواری و شیارهایی با اندازه میکرونی می شود که این جذب نور را افزایش می دهد. بعد از این فرایند، و درصورتی که GaAs به اندازه کافی با لیزر پرتوان پمپاژ شود، خروجی تراهرتز تا ۶۵ درصد افزایش می یابد.
جولین مادائو محقق پست دکترا می گوید ” کند و پاش فمتوثانیه لیزری، به ما این اجازه را می دهد که خصوصیات مواد را مهندسی کنیم و بر محدودیت های ذاتی آن ها غلبه کنیم. به عنوان مثال باعث جذب ۱۰۰ درصدی فوتون، همچنین پهنای باند پهن تر، کنترل روی غلظت الکترون و طول عمر بالاتر می شود.”
کند و پاش فمتوثانیه لیزری، ناهمواری و شیارهای با اندازه ی میکرونی روی سطح لایه نازک GaAs ایجاد می کند، اندازه خط مقیاس ۱۰ میکرومتر و بزرگنمایی ۳۵۰۰x است.(برگرفته شده از OIST)
تکنیک کند و پاش علی رغم کاهش جریان نوری، خروجی را افزایش می دهد.
محققان می گویند: دلیل این پدیده ی متناقض این است که در نیمرسانای GaAs که در معرض کند و پاش قرار گرفته است طول عمر بار- حامل کوتاهتر می شود.
ناحیه ی تراهرتزی بین نور IR و میکروویو طیف الکترومغناطیس قرار گرفته است و شامل طول موج های بین ۰٫۱ تا ۱ میلیمتر می شود.
تولید امواج تراهرتزی به دلیل اینکه فرکانس آن ها برای فرستنده های متداول رادیویی خیلی زیاد و برای گسیلنده های اپتیکی خیلی کم، مشکل است.
یکی از رایج ترین گسیلنده های تراهرتزی مورد استفاده، آنتن نور رسان است که از دو اتصال الکتریکی و یک لایه نازک نیمرسانا در بین آن ها که اغلب GaAs است تشکیل شده است. وقتی که به آنتن یک پالس کوتاه لیزری تابانده شود، فوتون ها الکترون های نیمرسانا را برانگیخته می کنند و یک قطار کوتاه از تابش تراهرتزی تولید می شود. بنابراین انرژی باریکه لیزر به موج تراهرتز انتقال می یابد.
تابش تراهرتزی توسط آب جذب می شود که این استفاده از دستگاه های تراهرتزی را در جو زمین به فاصله های کوتاه محدود می کند. اما این تابش می تواند به درون پارچه، کاغذ، مقوای نازک، پلاستیک، چوب و سرامیک نفوذ کند.
مواد زیادی اثر انگشت منحصر به فردی در باند تراهرتزی دارند، که این به آسانی اجازه شناسایی را با اسکنرهای تراهرتزی می دهد.
به علاوه، برخلاف تابش x و نور uv، تابش تراهرتزی غیر یون ساز است و استفاده ی آن ها را روی بافت های زنده و DNA ایمن می کند. امواج تراهرتزی همچنین می توانند در ارتباطات و بدلیل پهنای باند بزرگتر آن نسبت به امواج میکرویو که امروزه در شبکه wifi از آن استفاده می شوند، مورد استفاده قرار گیرند.
OKINAWA, Japan, Sept. 18, 2015