Ученые впервые придумали устройство, которое может стать безвредной альтернативой рентгеновскому аппарату

Американские исследователи из Гарвардского университета впервые создали устройство, которое может стать безвредной альтернативой рентгеновским установкам, применяемым для медицинских целей и в сфере обеспечения безопасности. 

Физики создали лазер, испускающий так называемые Т-лучи, излучение терагерцового диапазона, которое находится на границе между радиоволнами и инфракрасными лучами - по длине волны от трех миллиметров до 10 микрометров и от 100 гигагерц до 30 терагерц по частоте.

Т-лучи обладают высокой проникающей способностью - они легко "просвечивают" бумагу, картон, ткани, пластмассу, кожу, но не наносят вреда живым организмам, в отличие от рентгеновских лучей.

Это дает возможность создать системы безопасности, позволяющие обнаружить проносимое под одеждой оружие и взрывчатку и биологически и химически опасные вещества в запечатанных упаковках. Открытие также позволит изобрести диагностические медицинские приборы, способные выявлять опухоли и другие новообразования под кожей.

Использование лазеров терагерцевого диапазона долгое время представляло большие проблемы, так как существующие устройства нуждались в мощных охладительных системах, что сильно ограничивало их коммерческое применение.

Гарвардские ученые создали полупроводниковый терагерцовый лазер, способный работать при комнатной температуре.

"Наше устройство испускает Т-лучи при нескольких сотнях нановатт мощности при комнатной температуре и микроватт мощности при температуре, легко достижимой с помощью коммерчески доступных термоэлектрических охладителей. В дальнейшем существует возможность увеличить мощность до милливаттового уровня, с помощью оптимизации наноструктуры активной области полупроводника", - говорит один из разработчиков устройства Михаил Белкин.

Для получения Т-лучей исследователи использовали квантовый каскадный лазер среднего инфракрасного диапазона, который излучает свет одновременно на двух частотах. Т-излучение возникает в процессе частотно-разностной генерации внутри материала лазера при комнатной температуре на частоте пять терагерц (равной разнице двух частот среднего инфракрасного диапазона).

"Новые технологии требуют компактного и легко настраиваемого источника Т-лучей. Наше устройство - первый важный шаг в этом направлении", - отмечает другой автор работы Федерико Капассо.