FOTO: C CANALIAS
TEMA: OPTO & DISPLAYER
Kristallerna på bilderna är av samma typ som tillverkades för Natoprojektet men ger andra våglängder.
Lyser upp Terahertzgapet Terahertzområdet ligger frekvensmässigt mellan millimetervågs området och ljus. Det kallas ofta för ”the Terahertz gap” eftersom det är förhållandevis outforskat. Fysikgruppen på KTH har varit med och utvecklat en avstämbar och förhållandevis billig ljuskälla för ett Natofinansierat Terahertzprojekt i Algeriet. – Det har historiskt varit svårt att få fram ljuskällor och detektor i området men forsk ningsmässigt är det intressant, och det finns viktiga tillämpningar, säger Fredrik Laurell, professor i Tillämpad fysik på KTH. Hans grupp har spetskompetens inom ickelinjära kristaller som kan användas för att flytta ljuset till önskat våglängdsområde inklusive terahertzområdet. – Området ligger mellan det man kan pres sa upp elektroniken i och det man kan pressa ned frekvenserna i det optiska området till.
sidan finns det resonanser man inte hittar där. – Det finns japanska grupper som jobbar med det här för att behandla cancer. De för söker hitta en resonans som ger absorption i cancercellerna men är transparent i övrig vävnad, säger Fredrik Laurell.
P R E C I S S O M PÅ millimetervågsområdet går det att mäta både transmission genom ett objekt och reflektionen. Men eftersom olika ämnen har olika absorptionstoppar går det också att i viss utsträckning se vad det är för material vågorna passerat igenom genom T E R A H E R T ZO M R Å D E T delar egenskaper med att skanna frekvensen och sedan färgkoda både fotonik och elektronik. Exempelvis kan resultatet för att underlätta tolkningen. man lysa genom plaster med terahertzvågor – Man får ganska fina bilder. på samma sätt som med millimetervågor. Gruppen på KTH utvecklar dock inte hela Sedan ett antal år finns det säkerhetsbågar system utan ljuskällorna. I huvudsak är det på flygplatser som med hjälp av millimeter olinjära kristaller som flyttar frekvensen från vågsteknik skannar efter bland annat vapen. lasrar i IRområde till THzområdet. Eftersom terahertzvågorna är kortare skulle – Våra kristaller är intressanta eftersom de det kunna gå att få bättre upplösning. 3 THz är effektiva för terahertzgenerering och så tål motsvarar 100 µm medan 60 GHz har en de mycket laserintensitet. våglängd på 5 mm. Ljuskällorna fungerar i viss mån likt en – Man skulle kunna lysa in i en väska men punktkälla, så energin sprids i en bred vinkel. också in i kroppen. – Det vanligaste är att använda paraboliska Men precis som för millimetervågor kan speglar som sen fokuserar energin på man inte se in i metaller. objektet som skall studeras. En egenskap som terahertzområ Det går också att använda linser det istället delar med ljuset är att det men då gör man dem i teflon. kan användas för att identifiera olika Gruppen har deltagit i ett Nato material, så kallad spektroskopi. Det projekt som avslutas i dagarna och blir visserligen inte så skarpa absorp tionslinjer som i optoområdet, å andra Fredrik Laurell som har gått ut på att bygga upp
14
Pulsade IRlasrar pumpar de olinjära kristallerna där ett Ramanskift skapar nya våglängder som sedan blandas och ger THzsignalen.
kunskap om terahertzteknik i Algeriet. – Nato vill knyta länkar till andra länder, få igång samarbeten, säger Fredrik Laurell. T Y VÄ R R S TO P PA D E PA N D E M I N effektivt möjlig heten att resa till Algeriet, men inte att leverera ett system med kristaller som flyttar ljuset till terahertzområdet. Rent praktiskt skickar man in ljus från två lasrar med olika frekvenser i kristallerna. Skillnaden blir terahertzstrålningen. Om man har en fix och en avstämbar laser går det dessutom att svepa frekvensen. Systemet ger frekvenser från 0,5 THz till ungefär 5 THz. – Man kan göra gittret så pass bredbandigt att det matchar över området. Om man utgår från en pumplaser på 50 watt blir uteffekten, mätt som medeleffekt, några mikrowatt. Det kan låta lite, men räknas som mycket på terahertzområdet.
PER HENRICSSON per@etn.se
ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/21
