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MIPT的新闻服务业已了解到准光学与传统光学有何不同

导读 MPT开设了太赫兹光谱实验室,作为基础研究跨学科中心的一部分。该实验室由物理和数学科学博士Boris Gorshunov领导。实验室的工作人员利用

MPT开设了太赫兹光谱实验室,作为基础研究跨学科中心的一部分。该实验室由物理和数学科学博士Boris Gorshunov领导。实验室的工作人员利用三个光谱仪来研究从超导到生物的各种物体。员工的研究项目涵盖了从太赫兹到光学的非常宽的光谱范围。

太赫兹频率范围从30太赫兹(如果测量的是波长而不是频率,则为10微米)到100 GHz(3 mm的波长),在红外和微波范围之间处于中间位置。从光谱学研究和有效的实际使用的意义上讲,电磁频谱的这一部分长期以来几乎未被研究。出现这种“太赫兹缺口”的原因很多。

关键原因是太赫兹辐射的波长非常“不方便”。与光谱仪的部件尺寸相比,该波长不允许使用光学系统或放射物理学家通常使用的天线或波导的任何常规元件。只是在过去的几十年中,开发了用于太赫兹光谱的有效方法。这些方法通常称为准光学。在新实验室中安装了准光学装置,而MIPT的新闻服务业已了解到准光学与传统光学有何不同。

为了处理无线电和微波辐射,研究人员通常使用通过电线或波导连接的元件,而对于红外(IR)辐射和更高频率的辐射(换句话说,可见光或紫外光)进行实验时,他们使用镜子和透镜。太赫兹实验室的工作人员将元件安装在光学平台*上,乍一看似乎是典型的光学部件:

但是,通过仔细检查,您可以看到许多独特的功能。

*用于光学实验的桌子放在减震器上,由钢板制成,在钢板上钻有孔,用于固定太赫兹测量电路的元件。所有光学部件均固定在附在这些孔上的支架上,因此如有必要,可以轻松更改其位置。

与光学不同,准光学中使用的透镜不是由玻璃制成,而是由在可见光下不透明但对太赫兹辐射透明的塑料制成,例如聚乙烯或聚四氟乙烯。太赫兹偏振器是非常细的钨丝网格,直径为10微米,以30μm的周期缠绕在钢环上,比典型的太赫兹辐射波长小得多:

这样的网仅允许电磁辐射,电磁辐射的电矢量垂直于导线振荡。对于辐射,其矢量与导线平行,因此网几乎是不透明的,就像金属镜一样。

太赫兹辐射源的创建也是一个复杂的问题,这使设计人员花费了一些时间来解决。在实验室中建立并由俄罗斯科学院通用物理研究所设计的太赫兹光谱仪使用特殊的发生器作为太赫兹辐射或 后向波管的来源。实际上,它们的设计类似于真空管或二极管和三极管。

尽管与通常的真空管相似,太赫兹辐射发生器是一种独特的且因此非常昂贵的仪器。它允许获得单色和偏振辐射,只需改变电源电压,即可平滑连续地调谐其频率。