Японски учени създадоха ръчен скенер алтернатива на ретнгена

Учени от японския изследователски институт Riken представиха компактен ръчен терахерцов скенер, който може да се използва за недеструктивно тестване на различни обекти. Този скенер може да анализира лекарствата, да инспектира товарите и да открива дефектите в металните конструкции. Изследователите са направили устройството компактно и са минимизирали консумацията на енергия, като са използвали специален кристал от литиев ниобат.

Досега уредите от подобен тип изискваха големи помещения и значителна консумация на електрическа енергия, но особени постижения нямаше, въпреки, че тези устройства са много търсени. Терахерцовият диапазон дава възможност за проникване в обектите и дори за анализ на техния химически състав въз основа на поглъщането на определени дължини на вълните. Службите за сигурност проявяват изключителен интерес към мобилните терахерцови скенери, тъй като те значително ускоряват, опростят и правят по-безопасно сканирането на багажа и товара от страна на персонала. Японските инженери са успели значително да намалят размера и консумацията на енергия на тези скенери, като са ги вместили в една компактна форма, съобщава изданието SciTechDaily.

Изследователи от института Riken отдавна проучват възможностите за преобразуване на инфрачервеното излъчване в терахерцовия диапазон. Оказа се, че полупроводниковите лазери могат да послужат за основа на подобни съоръжения, което допринася за тяхната миниатюризация. Дълго време обаче учените не успяваха да постигнат ефективно преобразуване на инфрачервените лъчи в терахерцово излъчване без да има значителни загуби.

Впоследствие учените насочиха вниманието си към материала литиев ниобат (LiNbO3). Този нелинеен кристал има оптична прозрачност в диапазона на дължините на вълните от 0,4 до 5,0 µm и е в състояние да преобразува входните честоти в честоти с различна дължина на вълната. Той се използва в областта на оптоелектрониката. Изследователите са направили голям пробив - те са избрали оптималната продължителност на импулса за входния лазер в близката инфрачервена област, за да сведат до минимум разсейването на мощността на лъча в кристала и максимално да увеличат преобразуването му в терахерцово излъчване.

Тази нова разработка доведе до революционно увеличение на мощността на изходящия сигнал - с шест порядъка, но имаше проблеми с размера на устройството, което не бе неподходящо за ръчно използване - на този етап размерите му бяха метър на метър. Сега изследователите намериха решение, като замениха обемистия кристал литиев ниобат с тънък кристал с изкуствено модулирана поляризационна микроструктура, известен като периодично поляризиран кристал литиев ниобат (PPLN). Обикновено този тип кристали се използват в областта на видимата светлина, но чрез използване на инфрачервен лазер с подходящи изходни импулси е възможно да се създаде терахерцов скенер, който се побира в дланта на ръката.

В близкото бъдеще роботите, оборудвани с такива скенери, ще могат да извършват инспекции на сгради, бързи проверки на транспортни възли, да анализират състава на лекарствата и хранителните продукти и да изпълняват много други полезни задачи, без да използват рентгеново оборудване, както бе досега. Вече се водят разговори с Ricoh, Topcon, Mitsubishi Electric и Hamamatsu Photonics за внедряване на тази разработка.