OTANT�K TA�

Ürünün Özellikleri
  • 8MM
  • AYNI GÜN KARGO
  • KDV DAHİL
  • ÖZEL KUTUSUNDA
  • TERAHERTZ BİLEKLİK

TERAHERTZ TAŞI BİLEKLİK

Bir Terahertz Metamalzeme bileşik sınıfıdır Metamalzemeler de etkileşim için tasarlanmış Terahertz (THz)

Terahertz Taşı

Terahertz Taşı

frekansları. Terahertz frekans aralığı kullanılan malzemeler araştırma , genellikle 0.1 olarak 10 tanımlanmaktadır THz . Bkz: [not 1]

Bu bant genişliği olarak da bilinir terahertz boşluk o belirgin atıl çünkü. [Not 2] terahertz dalgaları Bunun nedeni elektromanyetik dalgalar ile frekansları daha yüksek mikrodalgalar daha ancak daha düşük kızılötesi radyasyon ve görünür ışık . Bu özellikler geleneksel terahertz radyasyon etkilemek zor olduğu anlamına gelir , elektronik bileşenler ve cihazlar. Elektronik teknolojisi akışını kontrol elektronlar , ve iyi gelişmiştir mikrodalga ve radyo frekansları . Aynı şekilde, terahertz boşluğu da optik ya da sınırları fotonik dalga boylarını ; Kızılötesi , görünür ve ultraviyole aralıkları (veya spektrumları iyi gelişmiş), lens teknolojileri de mevcuttur. Bununla birlikte, Terahertz dalga boyu ya da frekans aralığı , güvenlik taraması için yararlı olduğu görülmektedir tıbbi görüntüleme , kablosuz iletişim sistemlerinde, tahribatsız değerlendirme , kimyasal tanımlama, hem de milimetre altı astronomi . Son olarak, bir olarak iyonlaştırıcı olmayan radyasyon o içerdiği riskleri yok X-ışını tarama . [1] [2] [3] [4]

OTANTİK TAŞ KALİTESİ VE FARKI İLE TERAHERTZ ELEMENTİ SANİYEDE 1 MİLYON TİTREŞİM YAYAN META MATARYAL CİNSİNDEN BİR ELEMENTTİR.HAKKINDA ÜLKEMİZDE VE DÜNYA ÜZERİNDE BİR ÇOK TEZ ÇALIŞMASI BULUNMAKTADIR.X RAY CİHAZLARINDAN TUTUN TIBBİ CİHAZLARA UZAY ARAÇLARINA KADAR BİR ÇOK ALANDA KULLANILIR . .JAPONYADA BU BİLEKLİKLER ÇOK YAYGIN ŞEKİLDE HALK TARAFINDAN KULLANILMAKTADIR .ÜZERİNE BUZ KOYDUĞUNUZDA BU ELEMENT ERİMEKTEDİR…GELECEĞİN TEKNOLOJİLERİ BU ELEMENTLER ÜZERİNE OLACAKTIR.

Terahertz nedir?

Elektromanyetik spektrumun mikrodalga ile kızılötesi bölgenin arasına denk gelen bir aralıkta bulunan yaklaşık kâğıt kalınlığı boyutlarında dalga boyuna sahip ışınımlara terahertz ışınımı deniliyor.

TeraHertz Nedir Metamalzemeler Hakkında [ değiştir ]

Terahertz dalgaları sadece mikrodalga bandında başlamadan önce, kızılötesi bant ucunda yalan.
Şu anda, doğal istenen izin malzeme oluşan temel bir eksikliği elektromanyetik tepki yeni yapay kompozit malzemelerin inşa yol açmıştır olarak adlandırılan metamalzemeler . Metamalzemeler taklit eden bir örgü yapısına dayanmaktadır kristal yapıları . Bununla birlikte, bu yeni malzeme kafes yapısı oluşur temel elemanları atomu ya da tek moleküllere göre çok daha büyük, daha çok doğal olarak oluşan bir yapıya göre, bir yapay. Bununla birlikte, elde edilen etkileşim boyutları altında Terahertz radyasyon dalga . Buna ek olarak, arzu edilen sonuçlara dayanmaktadır rezonans imal sıklığı temel unsurlar . [5] itiraz ve faydası özel uygulamalar için uygun olabilir bir rezonant yanıt elde edilir, ve elektrik olarak veya optik olarak kontrol edilebilir. Veya cevabın olabildiğince pasif malzeme .

Terahertz Bileklik

Terahertz Bileklik

Elektromanyetik, gelişimi yapay-kafes yapılı malzemeler olarak adlandırılan metamalzemeler , gerçekleşmesine yol açmıştır fenomenler ile elde edilemez doğal malzemeler . Bu, örneğin, gözlenen doğal cam lens ışık ile etkileşim ( elektromanyetik dalga ışığı iki elle bir şekilde teslim ederken, tek elle gibi görünen bir şekilde). Diğer bir deyişle, hafif bir oluşmaktadır elektrik alanı ve manyetik alan . Bir etkileşimi geleneksel lens ışık veya diğer doğal maddelerin, ağır elektrik alanı (tek elle) ile etkileşim hakimdir. lens materyali manyetik etkileşim esasen sıfırdır. Bu ortak sonuçlanır optik böyle bir olarak sınırlamalar kırınım bariyer . Ayrıca, güçlü bir ışığın manyetik alan ile etkileşim doğal malzemeler temel eksikliği var. Metamalzemeler , sentetik kompozit yapı, bu sınırlama üstesinden gelir. Buna ek olarak, etkileşim seçimi icat edilebilir ve içinde, imalat sırasında yeniden icat fizik kanunları . Dolayısıyla, etkileşim yetenekleri elektromanyetik spektrumun ışık, genişletilmiştir. [8]

Terahertz teknolojisi [ değiştir ]
Terahertz frekansları ya da milimetre altı arasında mevcut dalga boyları, mikrodalga frekanslarında ve kızılötesi dalga boylarında mecazi neredeyse hiç cihazlar var “sahipsiz toprak” olarak adlandırılabilir. atmosfer yoluyla terahertz bandı yayılan sınırı vardır, çünkü ticari sektör gibi teknolojik gelişme ile karışmayan kalmıştır. Ancak, terahertz cihazları yararlı olmuştur uzaktan algılama ve spektroskopi alanlarında. Ayrıca, bilginin zengin bir damar milimetre altı gözlem teknikleri ile topladığı edilmiştir. Astronomi, kimya, ile ilgili özellikle, disiplinlerarası araştırmacılar yerbilimleri , gezegen bilimi ve uzay bilimleri , termal inceledik emisyon çizgileri gaz bir farklı ve geniş bir ürün yelpazesine için moleküller . Elde edilen bilgi miktarı bu özel grup için özellikle müsait elektromanyetik radyasyon . Nitekim, evren Terahertz enerji kaplanmış olup, bu arada, hemen hemen hepsi göz ardı veya sadece tanımlanamayan, gözden gibi görünmektedir. [10]

Terahertz Bileklik

Terahertz Bileklik

Terahertz Metamalzeme cihazları [ değiştir ]
Metamalzemeler Kalkınma elektromanyetik spektrum kadar geçilen olan Terahertz ve kızılötesi frekanslarda, ancak henüz içermez görünür ışık spektrumu. Bu, örneğin, kontrol edebilirsiniz büyük temel unsurları ile bir yapı inşa etmek kolaydır, çünkü mikrodalgalar . terahertz ve kızılötesi frekanslar için temel unsurlar giderek daha küçük boyutlara ölçekli edilmiştir. Gelecekte, görünür ışık elemanları gerektirir Metamalzemeler tarafından yetenekli kontrolü için, daha küçük ölçekli olması. [11] [12] [13]

Şimdi de etkileşim yeteneği ile birlikte terahertz frekansları, inşa dağıtmak ve evrensel topluma THz Metamalzeme uygulamaları entegre arzusudur. Yukarıda açıklandığı gibi, terahertz yetenekleri ile komponentler ve sistemler teknolojik ilgili boşluğu dolduracak, çünkü bu. Bilinen hiçbir doğal malzemeler, bu başarabilirsiniz mevcut olduğundan, yapay olarak inşa malzemeler artık yerini almalıdır.

Araştırma pratik terahertz Metamalzeme gösteren, ilk ile başladı. Ayrıca, bu yana, birçok malzeme doğal olarak, bu aralık içinde faaliyet gösteren yararlı uygulanan teknolojilerin inşaat sağlamak elektromanyetik cihazlar oluşturmak için daha sonra gerekli olan THz radyasyonuna yanıt vermez. Bunlar gibi cihazlardır yönlendirilmiş ışık kaynakları , objektifler , anahtarlar , [not 3] modülatör ve sensörler . Bu boşluk da faz-değişimini ve ışın direksiyon cihazları içerir [not 4] THz bandında Gerçek dünya uygulamaları bebeklik hala [8] [11] [13] [14]

Orta ilerleme sağlanmıştır. Terahertz Metamalzeme cihazlar ayarlanabilir olarak laboratuarda gösterilmiştir uzak kızılötesi filtreler, optik anahtarlama modülatör ve emiciler . Genel olarak bir terahertz yayan kaynağın son varlığı THz olan kuantum kaskad lazerler kaynakları çarpılır geriye dalga osilatör (BWO) ve frekans, optik pompalanan THz lazerler. Ancak, teknolojiler kontrol ve THz dalgaları diğer gerisinde kalmaktadır işlemek için frekans etki ışık spektrumunun. [11] [13] [14]

Teraherzt Taşı

Teraherzt Taşı

Ayrıca, araştırma kullanan teknolojilere içine THz frekansları gelişmiş için yeteneklerini göstermek algılama teknikleri . Diğer alanlarda dalga boyları sınırlıdır, THz frekansları güvenlik, gelişmeler için yakın gelecekte boşluğu doldurmak için görünen halk sağlığı , biyomedikal , savunma , iletişim ve kalite kontrol üretim. Bu terahertz bandı non-invaziv olma özelliğini taşıyor ve bu nedenle bozabilir veya nesnenin yapısı yayılan varlık perturb olmaz. Aynı zamanda bu frekans bandı gibi geçerek gibi yeteneklerini gösteriyor görüntüleme bir içeriğini plastik kap, birkaç delici milimetre personele gizli nesneleri algılamak için giyim geçerek, kötü etkiler olmadan insan cilt dokusunun ve tespiti , kimyasal ve biyolojik ajanlar roman olarak yaklaşımlar terörle mücadele . [9] , uygun THz frekanslarda etkileşim çünkü Terahertz metamalzemeler, THz radyasyon kullanımı malzemelerin geliştirilmesi bir cevap gibi görünüyor. [9]

Araştırmacılar, doğal ve yapay manyetik malzemeleri birleştirmek yapay manyetik (paramanyetik) yapılar, ya da melez yapılar, terahertz cihazlarda önemli bir rol oynayabilir inanıyoruz. Bazı THz Metamalzeme cihazlar kompakt boşluklar vardır uyarlamalı optik ve mercekler, ayarlanabilir aynalar, izolatörler ve dönüştürücüler . [8] [12] [15]

Bu alanda Zorluklar [ değiştir ]

Mevcut terahertz kaynaklar olmadan, diğer uygulamalar geri tutulur. Bunun aksine, yarı iletken cihazlar günlük yaşam entegre hale gelmiştir. Bu ticari ve anlamına bilimsel uygun üretilmesi için başvuruları frekans yarı iletken uygulama veya cihaz ile hafif orantılı bantlar yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Görünür ve Kızılötesi lazerler özünde vardır bilgi teknolojisi . Ayrıca, yelpazenin diğer ucunda, mikrodalga ve radyo-frekans yayıcılar Kablosuz iletişimi etkinleştirmek. [16]

Terahertz

Terahertz

Ancak, terahertz rejimi uygulamaları, daha önce 0,1 ila 10 THz terahertz boşluğu olarak tanımlanan, kıyasla yoksul rejimdir. Gerekli THz frekansları üreten (veya Kaynakları dalga boyu ) var, ancak diğer sorunlar da kullanışlılığı engel. Terahertz lazer cihazları kompakt değildir ve bu nedenle taşınabilirlik eksikliği ve kolayca entegre olmayan sistemlerde . Buna ek olarak, düşük güç tüketimi, katı hal terahertz kaynakları eksiktir. Ayrıca, mevcut cihazlar da bir veya daha fazla eksiklikleri var , düşük güç çıkışı , kötü ayarlama yetenekleri ve gerektirebilir kriyojenik işlem için (sıvı sıvı helyum ). [16] Ayrıca, uygun kaynakların bu eksikliği fırsatlar engeller spektroskopi , uzaktan algılama , boş alan iletişim ve tıbbi görüntüleme . [16]

Bu arada, potansiyel terahertz frekans uygulamaları küresel araştırılmaktadır. Yakın zamanda geliştirilen iki teknoloji, Terahertz zaman alan spektroskopisi ve kuantum kaskad lazerler muhtemelen dünya çapında geliştirme platformları çok sayıda parçası olabilir. Ancak, cihazlar ve etkili terahertz radyasyon tarih (2012) önemli başarılar elde edilmiştir ötesinde ne çok daha fazla geliştirme gerektiren işlemek için gerekli bileşenler. [6] [14] [15] [17]

Manyetik alan etkileşimi [ değiştir ]
Yukarıda kısaca bahsedildiği gibi, bu tür geleneksel cam ve mercekler gibi doğal olarak oluşan malzemeler prizma anlamlı etkileşim mümkün değildir manyetik alan içinde ışığın . Anlamlı bir etkileşim ( geçirgenlik ) oluşur elektrik alanı . Içinde doğal malzemeler , herhangi bir yararlı bir manyetik etkileşim içinde incelmek olacaktır gigahertz aralığında frekansları . Elektrik alanı ile etkileşimi ile karşılaştırıldığında, manyetik bileşeni ne zaman algılanamaz Terahertz , kızılötesi ve görünür ışık . Yani, kayda değer bir adım mikrodalga frekanslarında pratik Metamalzeme icadı ile meydana gelen [not 5] Çünkü ilkel unsurlar Metamalzemeler bir kavrama ve göstermiştir endüktif tepki elektrik bağlantı ve tepki ile orantılı manyetik bileşeni. Bu yapay manyetik oluşumunu göstermiştir [not 6] , daha sonra Terahertz ve kızılötesi elektromanyetik dalganın (veya ışık) tatbik edilmiştir. Terahertz ve kızılötesi alanda, doğada keşfedilen henüz bir yanıttır. [12] [18] [19]

Metamalzeme yapay inşaat her adımda ve aşamasında imal edilir çünkü Ayrıca, bu ne kadar açık ya da terahertz seçme olanağı verir elektromanyetik dalga , malzeme yoluyla seyahat edecek ve gereken iletilen . Seçim bu derece mümkün değildir geleneksel malzemeler . Kontrol, elektrik manyetik kaplin ve monte Metamalzeme ile seyahat elektromanyetik dalganın uzunluğundan daha küçük olan temel elemanlarının karşılıkları elde edilir. [18] [19]

Terahertz Bileklik

Terahertz Bileklik

Elektromanyetik radyasyon , ışık içerir taşıyan enerji ve momentumu kazandırılan olabilir önemli etkileşimde bulunduğu. Radyasyon ve madde simbiyotik bir ilişki var. Radyasyon sadece malzeme üzerinde hareket etmez, ne de sadece belirli bir malzeme ile üzerine harekete geçirilir; Radyasyon madde ile etkileşime girer.

Herhangi bir malzemenin manyetik interaksiyon veya kaynaklı birleştirme, tercüme edilebilir geçirgenlik . doğal olarak meydana gelen malzeme geçirgenliği pozitif bir değerdir. Metamalzemeler bir sağlıyor doğada erişilemez sıfır (ya da negatif değerler), daha az geçirgenlik değerleri elde etmektir. Negatif geçirgenlik ilk mikrodalga frekanslarında elde edilmiştir ilk Metamalzemeler . Birkaç yıl sonra, negatif geçirgenlik terahertz rejimi gösterilmiştir. [12] [20]

Hangi can malzemeler çift manyetik Terahertz veya optik frekanslarda özellikle nadirdir.

Bazı ilişkin yayınlanan araştırma , doğal manyetik malzemeler bu malzemelerin mikrodalga aralığın üzerinde frekanslara cevap vereceksiniz belirtiyor, ancak yanıt frekans dar bir bant genellikle zayıf ve sınırlıdır. Bu olası yararlı Terahertz cihazları azaltır. Bu THz de manyetizma ve yüksek frekanslarda gerçekleştirilmesi büyük ölçüde etkileyeceği kaydedildi terahertz optik ve uygulamaları. [12]

Bu manyetik ile bir ilgisi yoktur bağlantı da atom seviyesinde. Bu dezavantaj, atomik ayna metamalzemeler kullanılarak aşılabilir manyetik kaplin atomu daha büyük büyüklüğü bir ölçekte. [12] [21] [21]

İlk THz metamalzemeler [ değiştir ]
Için negatif değerler dahil istenilen manyetik tepkiyi elde etmek mümkün ilk terahertz metamalzemeler, geçirgenlik vardı pasif malzemeler . Bu nedenle, “ayar” yeni bir tepki oluşturmak için biraz değişmiş boyutlarda, yeni bir malzeme imalatı sağlandı. Ancak, önemli ilerleme, ya da pratik bir başarı, aslında terahertz radyasyon manipülasyon gösteren bir Metamalzemeler .

İlk örnek için, birden fazla Metamalzeme yapısı imal edilmiştir. Ancak, gösteri 1.8 Terahertz 0.6 bir dizi gösterdi. Sonuçlar aynı zamanda etki yapısının boyutlarını ölçekleme terahertz frekans rejimi boyunca ayarlanabilir göstermek için inanılırdı. Bu 6 THz ve 100 THz bir gösteriler izledi.

İlk gösteri, elemanların ölçekleme ve aralıklı, frekans terahertz aralığı ile başarı için izin verdi. düşük frekans aralıklarında Metamalzemeler olduğu gibi, bu öğeler, manyetik olmayan malzeme vardı, ama iletken elemanlar edildi. tasarım aynı zamanda elektrik ve manyetik bileşenleri ile meydana gelen bir rezonans sağlar. Ve önemli olan bu yapay olarak inşa edilmiş malzemelerin güçlü bir manyetik yanıttır.

elemanları rezonansta yanıt için belirtilen frekanslarda, bu özellikle elemanı tasarlayarak düzenlenmiştir. elemanları, meta malzeme için yapıldığı gibi, bir tekrarlanan model içine yerleştirilir. Bu durumda, boşluk dikkat ile birlikte artık bir araya getirilmiş ve dizilmiş elemanları, düz, dikdörtgen, (düzlemsel) yapılandırılmış Metamalzeme içermektedir. Bu Terahertz frekanslarda çalışmak üzere tasarlanmış olduğundan, fotolitografi, bir alt-tabaka üzerine elemanları etch için kullanılır. [12]

Manyetik tepkiler ve refraktif indeks [ değiştir ]

Bir şematik kurulum elipsometri deney.
Yarık halka rezonatör (SRR) deneyler, çeşitli kullanım yaygın bir Metamalzeme olup. [6] Manyetik tepkiler ( geçirgenlik terahertz’de) frekans oluşan bir yapı ile elde edilebilir manyetik olmayan bakır telli SRR gibi öğelerin hangi bir rezonans frekansı etrafında merkezli farklı tepkiler göstermektedir. Bölünmüş halka rezanatörler terahertz rejimi karşısında ayarı için bir yeteneği gösterir. Ayrıca, tekrarlanan yapı kurucu malzemelerini yapılmış o manipüle ve bu ortalama teknik bir denir terahertz radyasyon iletir olarak elektromanyetik alan ortalama aynı stratejiyi takip etkili bir orta tepkisi . [12]

Etkili geçirgenlik μ- eff gelen güçlendirilir endüktans halkaları ve kapasitans bölünmüş halkaları boşluklar oluşur. Bu Terahertz deney elipsometri yerine dalga kılavuzu daha uygulanır. Diğer bir deyişle, serbest alanda bir ışık kaynağı, bir yayar radyasyon polarize ışın daha sonra (theright görüntü bakınız) örnek yansıyan. Yayılan kutuplaşma tasarlanmıştır ve kutuplaşma açısı bilinmektedir. (Örnek malzeme kapalı) yansıyan bir polarizasyon değişikliği o zaman. [Ölçülür açıklama gerekli faz farkı] Bilgi (varsa) ve yansıyan polarizasyon olarak kabul edilir. [12]

Hücre malzemenin lokal manyetik alanı olarak anlaşılabilir manyetik yanıt . Yerel manyetik alan artar rezonans aşağıda bu manyetik tepki kalır faz elektrik alanı ile. SRR hücre olmayan bir manyetik malzeme aslında, çünkü bu yerel manyetik tepki geçicidir ve sadece çok uzun bir haricen uygulanan manyetik alan olarak orada manyetik özelliklerini korur. uygulanan alan kaldırıldığında Böylece toplam mıknatıslanma sıfıra düşecek. Buna ek olarak, yerel manyetik tepki aslında toplam manyetik alanının bir bölümüdür. Bu fraksiyon alan şiddeti ile orantılıdır ve bu doğrusal bağımlılık açıklar. Aynı şekilde bütün malzeme üzerinde bir toplam lineer tepki var. Bu saflaşma taklit eğilimindedir ve atomik düzeyde döner. [12] fazla bilgi için bkz: Paramagnetizma ve Split-halka rezonatör

zamanla rezonans yaklaşımları artan sıklıkla ilmekli tel kaynaklı akımların artık uygulamalı alanda ayak uydurabilecek ve yerel müdahale kalmaya başlar. o uyarma alanı ile dışarı aşamasının tamamen kadar Sonra frekans arttıkça daha da uyarılan yerel alan tepkisi daha da kalıyor. Bu birlik altına düşen ve daha az sıfırdan değerlerini içerir bir manyetik geçirgenlik sonuçlanır. Lineer birleştirme bağlı lokal alan ve dalgalı uygulanan alan arasındaki doğrusal olmayan özelliklerine zıt olan Ferromanyetizim [12]

Daha sonra, bu malzemelerin manyetik yanıt 100 terahertz’de gösterdi ve kızılötesi rejiminde bulundu. Daha sonra kontrol altına alınması konusunda önemli bir adım manyetik tepki oldu kanıtlayan kırılma indeksi . [15] [22] Son olarak, kırılma olumsuz endeksi 200 terahertz paralel olarak metalik nanorods katman çiftleri kullanılarak en terahertz dalga boyları için sağlanmıştır. [23] Bu çalışma aynı zamanda terahertz rejiminde yüzey plasmon çalışmaları ile tamamlanmaktadır. [24]

Çalışma aynı zamanda iletim ve yansıma özelliklerini kontrol etmek için elektronik anahtarlama ve yarı iletken yapılar gibi dış kontrolleri uygulanması çalışmaları ile devam ediyor. [25] [26] [27] [28]

Reconfigurable terahertz metamalzemeler [ değiştir ]
Elektromanyetik metamalzemeler (- 10 THz 0.1) Terahertz boşluğu doldurmak için söz göstermektedir. Terahertz boşluğu iki genel eksiklikler kaynaklanır. Birincisi, neredeyse hiç doğal olarak oluşan malzemeler kullanmak istiyorsunuz uygulamalar için kullanılabilir terahertz frekans kaynakları . İkinci EM Metamalzemeler ile başarıları çevirmek için yetersizlik mikrodalga ve optik etki terahertz etki. [26] [27]

Ayrıca, araştırma çoğunluğu odaklanmıştır pasif özelliklere yapay periyodik bir THz iletimi vs. Metamalzeme elemanlar, örneğin, boyut ve inklüzyonlar şeklinde, metal film kalınlığı, delik geometrisi etkisi, periyodik, örneklenmesinden ile belirlendiği gibi, rezonans ayrıca metal deliği diziler üzerinde bir dielektrik tabakanın biriktirilmesiyle ve rezonans frekansı önemli değişen neden her ikisi de, bir yarı iletken alt madde, doping etkilenebilir gösterilmiştir. Ancak, küçük çalışma birçok uygulama gerçekleştirmek için gerekli olmasına rağmen olağanüstü optik iletim “aktif” manipülasyon odaklanmıştır. [25]

Bu ihtiyacı cevaplama, proaktif kaynak (EM) radyasyon iletim ve yansıma bileşenlerinin oranı kontrol edebilirsiniz “aktif Metamalzemeler” için önerileri var. Stratejiler, lazer ışığı ile yapıyı aydınlatan bir harici değişen içeren statik manyetik alan akımı değişmez ve harici önyargı gerilim beslemesi (kontrollü yarı iletken) kullanarak. Bu yöntemler yüksek duyarlı spektroskopisi, yüksek güç terahertz üretimi, kısa menzilli güvenli THz iletişim, terahertz yetenekleri sayesinde daha da hassas bir algılama olanakları yol açmaktadır. Ayrıca, bu Terahertz dalgaların teknikleri, daha hassas Terahertz algılama geliştirilmesi ve daha etkin bir kontrol ve manipülasyon bulunmaktadır. [26] [27]

Istihdam MEM teknolojisi [ değiştir ]
Özellikle, bölünmüş halka resonatöre – – ile Metamalzeme unsurları birleştirerek Mikroelektromekanik sistemler teknolojisi – elektromanyetik rezonans elemanlarının oryantasyon tam olay alanına göre kontrol edilebilir düzlemsel olmayan esnek kompozit ve micromechanically aktif yapıların oluşturulmasını sağladı. [ 29]

THz frekanslarda Dinamik elektrik ve manyetik Metamalzeme yanıtı [ değiştir ]
Teori, simülasyon ve Metamalzeme parametrelerin dinamik tepki gösterilmesi bölünmüş halka Rezonatörlerin (SRR’ler) bir düzlemsel dizi ile ilk kez gösterildi. [30]

Terahertz Metamalzeme cihazlarının Anketi [ değiştir ]
Terahertz metamalzemeler yeni cihazların çalışma mümkün yapıyoruz. [31] [32]

Roman amplifikatör tasarımları [ değiştir ]

Bir Bölüm Terahertz , katlanmış dalga duvarlarında delik dizileri ile seyahat dalga tüpü devresi. NASA Glenn Araştırma Merkezi’nden görüntü.

Metamalzeme ile terahertz düzlemsel seyahat dalga tüpü devre substrat gömülü. NASA Glenn Araştırma Merkezi’nden Görüntü
Terahertz kompakt orta güç amplifikatörleri mevcut değildir. Bu atıl bir bölgede sonuçlanır ve yeni yükselteçlerin eksikliği doğrudan nedenlerinden biri olarak isnat edilebilir.

Araştırma çalışmaları, soruşturma oluşturma ve dayalı hafif yavaş dalga vakum elektronik cihazlar tasarımı yer vardır dalga tüp amplifikatörler seyahat . Bu katlanmış barındırır tasarımları dalga olan, yavaş dalga devreleri Terahertz dalga doğrusal elektron ışını ile etkileşim sırasında bir serpantin yol boyunca ilerlerler. katlanmış dalga seyahat dalga tüpleri Tasarımlar 670, 850, ve 1030 GHz frekanslarında bulunmaktadır. Nedeniyle küçük boyutları ve yüksek zayıflama güç sınırlamaları iyileştirmek amacıyla, yeni düzlemsel devre tasarımları da araştırılmaktadır. [2]

In-house NASA Glenn Araştırma Merkezi’nde çalışma vardır araştırılmıştır kullanımını metamalzemeler tasarlanmış benzersiz olan malzemeler elektromanyetik özellikleri vakum elektronik yavaş dalga devreleri iki tip güç ve terahertz amplifikasyon verimliliğini artırmak için. Devrenin birinci tip anizotropik Dielektrik ve subwavelength delik dizileri oluşur Delikli Metamalzemeler (sağdaki resim) içinde katlanmış bir dalga kılavuzu bir geometriye sahiptir. [33]

Devrenin ikinci tip elektromanyetik dalgayı ve alt tabaka gömülü bir Metamalzeme yapıya taşımak için kıvrımlı iletim hattı ile düzlemsel geometriye sahiptir. Hesaplamalı sonuçlar, bu devre ile daha umut vericidir. Ön sonuçlar Metamalzeme yapı, alt tabakada elektrik alan büyüklüğünün azaltılması ve bir elektron sac demeti ile etkileşime girebilir kıvrımlı hat üzerindeki bölgede büyüklüğünü arttırılmasında etkili olduğunu göstermektedir. Buna ek olarak, düzlemsel devre imal etmek daha kolaydır ve daha yüksek bir akım etkinleştirebilir. Daha fazla iş elektrik alan / elektron ışını etkileşimi optimize etmek ve tasarım levha kiriş için mıknatıs geometrileri odaklanarak, diğer düzlemsel geometrileri araştırmak için gereklidir. [33] [34]

Roman terahertz sensörleri ve faz modülatörleri [ değiştir ]
Terahertz rejiminde radyasyonların kontrol imkanı algılama aygıtları ve faz modülatörleri için tasarımlar analizine yol açmaktadır. Bu radyasyon uygulayabilir cihazlar özellikle yararlı olacaktır. Çeşitli stratejiler analiz veya sensörler olarak işlev görebilir ayar Metamalzemeler için test edilmiştir. [35] [36] Aynı şekilde doğrusal faz kaydırmalı kontrol cihazları kullanılarak yapılabilir. [14] Aynı zamanda, gerekli bazı savaş tehlikeleri tespit edebilen sensörler var [37 ]

v t e
Spektroskopisi
Kızılötesi
FT-IR Raman Rezonans Raman dönme titreşim Dönme-Titreşim
UV-Vis-NIR
Ultraviyole-Görünür floresan vibronic Yakın-kızılötesi Rezonans geliştirilmiş multiphoton iyonizasyon (REMPI) Lazer indüklemeli
X-ışını ve
photoelectron
photoelectron atom Emisyon
Nükleon
Gama Mösbauer
Radyo dalgası
NMR terahertz ESR / EPR ferromanyetik rezonans
Diğerleri
Akustik rezonans spektroskopi Auger spektroskopisi astronomik spektroskopisi Boşluk halka aşağı spektroskopisi Dairesel Dikroizm spektroskopisi Tutarlı bir anti-Stokes Raman spektroskopisi Soğuk buhar atomik floresans spektroskopisi Dönüşüm elektron Mössbauer Spektroskopisi Korelasyon spektroskopisi Derin seviye geçiş spektroskopisi Çift polarizasyon enterforemetre Elektron fenomenolojik spektroskopisi EPR spektroskopisi kuvvet spektroskopisi Fourier spektroskopisi dönüşümü Hadron spektroskopisi Hiperspektral görüntüleme Elastik olmayan elektron tünelleme spektroskopisi Elastik olmayan nötron saçılımı Lazer eylemli kırılım Spektroskopisi Mösbauer spektroskopisi Nötron spin eko Foto akustik spektroskopisi fotoemisyon spektroskopisi fototermal spektroskopisi Pompa-sonda spektroskopisi Raman optik etkinlik spektroskopisi Raman spektroskopisi doymuş spektroskopisi Taramalı tünelleme spektroskopisi spektrofotometri Zamana bağımlı spektroskopisi Zaman Stretch Termal kızılötesi spektroskopi Video spektroskopisi Titreşimli dairesel dikroizm Lineer moleküllerin titreşim spektroskopisi X-ışını fotoelektron spektroskopisi

^ Bu tekabül dalga boyları aşağıda milimetre özellikle 3 milimetre (arasında aralık EHF bant) ve 0,03 milimetre; uzun dalga boylu kenar uzak kızılötesi ışık .
^ Terahertz boşluk kullanılamaz malzemeler aksi evrensel mevcut olabilir bileşenleri ve sistemleri yapımını engellediğini terahertz bölge (bant genişliği) frekansları kümesidir.
^ Switching: devrelerde kontrol veya sinyallerin yönlendirme mantıksal veya aritmetik işlemleri yürütmek veya bir ağ içinde belirli noktalar arasındaki veri iletimi için. Not: Bağlantı elektronik, optik, veya elektro cihazların gerçekleştirilebilir. Kaynak: Federal Standart 1037C den [ ölü bağlantı ]
^ Işın direksiyon: yönünü değiştiriyor ana lob a ışıma deseni . Not: Radyo sistemlerinde, ışın direksiyon anten anahtarlama elemanları veya akraba değiştirilerek gerçekleştirilebilir evreleri ve radyo frekans elemanları sürüş radyasyon. Optik sistemlerde, kiriş direksiyon değiştirerek gerçekleştirilebilir kırılma indeksi ışını iletilir veya ayna veya lens kullanımı ile içinden geçtiği ortamın. Kaynak: Federal Standart 1037C den [ ölü bağlantı ]
^ Daha sonra yaygın olarak Terahertz ve kızılötesi yüksek-frekans alanına uygulanan ilke gösteri bir kanıtı aslında oldu. Bkz Negatif endeks metamalzemeler .
^ Ana makalesine bakın: Paramanyetizma
Kaynaklar [ değiştir ]
Bu makale içeriyor kamu malı malzeme siteleri veya belgelerden Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi .
^ Kniffin Gabriel (4 Haziran 2009). “Terahertz Band Metamalzeme Cihazlar” (PDF indir). Portland Eyalet Üniversitesi: 10 sayfa. * Ayrıca için dizin bkz 2012-07-29 alındı Uygulamalı Optics 2009 Sunulan Projeler . : Güncel değerleri kontrol |access-date= ( yardım , *) Ve YAKIN-Lab Thz ölçüm tesisi , Portland State University.
^ A b Kuvvet, Dale A. (9 Aralık 2009). “Terahertz Amplifikatörler” (Free PDF indir). NASA Glenn Araştırma Merkezi . 2010-06-03 alındı.
^ Johnston, Hamish (29 Kasım 2006). “Metamalzeme terahertz bir köprü” . Fizik dünya. Fizik Enstitüsü . 2012-07-29 alındı.
^ Milimetre altı Astronomi nedir? . Arizona Radyo Gözlemevi. 2013
^ Lim, CS; Hong, MH; Chen, ZC; Han, NR’dir; Luk’yanchuk, B .; Chong TC (26 May 2010). “Terahertz rezonans tepki geliştirme için Hibrid Metamalzeme tasarım ve imalat” (PDF) Optik Express 18 (12):… 12421-9 bibcode : 2010OExpr..1812421L . Doi : 10,1364 / OE. 18,012421 . Sayfalar 20588369 .
^ A b c Lee, Yun-Shik (2008). Terahertz Bilim ve Teknoloji İlkeleri . Fizik Series Ders Notları. New York: Springer-Verlag New York , LLC. pp. 190, Bölüm 5. ISBN 978-0-387-09539-4 . 2009-09-08 (yakl.) Alındı. Güncel değerleri kontrol: |access-date= ( yardım )
^ “Frekans Dalga boyu Dönüşüm Tablosu” . Metrik dalga boyu birimlerine hertz frekansı dönüştürür. UnitConversion.org. Telif Hakkı 1998-2009. 2010-01-17 alındı. Güncel

TERAHERTZ TAŞI BİLEKLİK

Bir Terahertz Metamalzeme bileşik sınıfıdır Metamalzemeler de etkileşim için tasarlanmış Terahertz (THz)

Terahertz Taşı

Terahertz Taşı

frekansları. Terahertz frekans aralığı kullanılan malzemeler araştırma , genellikle 0.1 olarak 10 tanımlanmaktadır THz . Bkz: [not 1]

Bu bant genişliği olarak da bilinir terahertz boşluk o belirgin atıl çünkü. [Not 2] terahertz dalgaları Bunun nedeni elektromanyetik dalgalar ile frekansları daha yüksek mikrodalgalar daha ancak daha düşük kızılötesi radyasyon ve görünür ışık . Bu özellikler geleneksel terahertz radyasyon etkilemek zor olduğu anlamına gelir , elektronik bileşenler ve cihazlar. Elektronik teknolojisi akışını kontrol elektronlar , ve iyi gelişmiştir mikrodalga ve radyo frekansları . Aynı şekilde, terahertz boşluğu da optik ya da sınırları fotonik dalga boylarını ; Kızılötesi , görünür ve ultraviyole aralıkları (veya spektrumları iyi gelişmiş), lens teknolojileri de mevcuttur. Bununla birlikte, Terahertz dalga boyu ya da frekans aralığı , güvenlik taraması için yararlı olduğu görülmektedir tıbbi görüntüleme , kablosuz iletişim sistemlerinde, tahribatsız değerlendirme , kimyasal tanımlama, hem de milimetre altı astronomi . Son olarak, bir olarak iyonlaştırıcı olmayan radyasyon o içerdiği riskleri yok X-ışını tarama . [1] [2] [3] [4]

OTANTİK TAŞ KALİTESİ VE FARKI İLE TERAHERTZ ELEMENTİ SANİYEDE 1 MİLYON TİTREŞİM YAYAN META MATARYAL CİNSİNDEN BİR ELEMENTTİR.HAKKINDA ÜLKEMİZDE VE DÜNYA ÜZERİNDE BİR ÇOK TEZ ÇALIŞMASI BULUNMAKTADIR.X RAY CİHAZLARINDAN TUTUN TIBBİ CİHAZLARA UZAY ARAÇLARINA KADAR BİR ÇOK ALANDA KULLANILIR . .JAPONYADA BU BİLEKLİKLER ÇOK YAYGIN ŞEKİLDE HALK TARAFINDAN KULLANILMAKTADIR .ÜZERİNE BUZ KOYDUĞUNUZDA BU ELEMENT ERİMEKTEDİR…GELECEĞİN TEKNOLOJİLERİ BU ELEMENTLER ÜZERİNE OLACAKTIR.

Terahertz nedir?

Elektromanyetik spektrumun mikrodalga ile kızılötesi bölgenin arasına denk gelen bir aralıkta bulunan yaklaşık kâğıt kalınlığı boyutlarında dalga boyuna sahip ışınımlara terahertz ışınımı deniliyor.

TeraHertz Nedir Metamalzemeler Hakkında [ değiştir ]

Terahertz dalgaları sadece mikrodalga bandında başlamadan önce, kızılötesi bant ucunda yalan.
Şu anda, doğal istenen izin malzeme oluşan temel bir eksikliği elektromanyetik tepki yeni yapay kompozit malzemelerin inşa yol açmıştır olarak adlandırılan metamalzemeler . Metamalzemeler taklit eden bir örgü yapısına dayanmaktadır kristal yapıları . Bununla birlikte, bu yeni malzeme kafes yapısı oluşur temel elemanları atomu ya da tek moleküllere göre çok daha büyük, daha çok doğal olarak oluşan bir yapıya göre, bir yapay. Bununla birlikte, elde edilen etkileşim boyutları altında Terahertz radyasyon dalga . Buna ek olarak, arzu edilen sonuçlara dayanmaktadır rezonans imal sıklığı temel unsurlar . [5] itiraz ve faydası özel uygulamalar için uygun olabilir bir rezonant yanıt elde edilir, ve elektrik olarak veya optik olarak kontrol edilebilir. Veya cevabın olabildiğince pasif malzeme .

Terahertz Bileklik

Terahertz Bileklik

Elektromanyetik, gelişimi yapay-kafes yapılı malzemeler olarak adlandırılan metamalzemeler , gerçekleşmesine yol açmıştır fenomenler ile elde edilemez doğal malzemeler . Bu, örneğin, gözlenen doğal cam lens ışık ile etkileşim ( elektromanyetik dalga ışığı iki elle bir şekilde teslim ederken, tek elle gibi görünen bir şekilde). Diğer bir deyişle, hafif bir oluşmaktadır elektrik alanı ve manyetik alan . Bir etkileşimi geleneksel lens ışık veya diğer doğal maddelerin, ağır elektrik alanı (tek elle) ile etkileşim hakimdir. lens materyali manyetik etkileşim esasen sıfırdır. Bu ortak sonuçlanır optik böyle bir olarak sınırlamalar kırınım bariyer . Ayrıca, güçlü bir ışığın manyetik alan ile etkileşim doğal malzemeler temel eksikliği var. Metamalzemeler , sentetik kompozit yapı, bu sınırlama üstesinden gelir. Buna ek olarak, etkileşim seçimi icat edilebilir ve içinde, imalat sırasında yeniden icat fizik kanunları . Dolayısıyla, etkileşim yetenekleri elektromanyetik spektrumun ışık, genişletilmiştir. [8]

Terahertz teknolojisi [ değiştir ]
Terahertz frekansları ya da milimetre altı arasında mevcut dalga boyları, mikrodalga frekanslarında ve kızılötesi dalga boylarında mecazi neredeyse hiç cihazlar var “sahipsiz toprak” olarak adlandırılabilir. atmosfer yoluyla terahertz bandı yayılan sınırı vardır, çünkü ticari sektör gibi teknolojik gelişme ile karışmayan kalmıştır. Ancak, terahertz cihazları yararlı olmuştur uzaktan algılama ve spektroskopi alanlarında. Ayrıca, bilginin zengin bir damar milimetre altı gözlem teknikleri ile topladığı edilmiştir. Astronomi, kimya, ile ilgili özellikle, disiplinlerarası araştırmacılar yerbilimleri , gezegen bilimi ve uzay bilimleri , termal inceledik emisyon çizgileri gaz bir farklı ve geniş bir ürün yelpazesine için moleküller . Elde edilen bilgi miktarı bu özel grup için özellikle müsait elektromanyetik radyasyon . Nitekim, evren Terahertz enerji kaplanmış olup, bu arada, hemen hemen hepsi göz ardı veya sadece tanımlanamayan, gözden gibi görünmektedir. [10]

Terahertz Bileklik

Terahertz Bileklik

Terahertz Metamalzeme cihazları [ değiştir ]
Metamalzemeler Kalkınma elektromanyetik spektrum kadar geçilen olan Terahertz ve kızılötesi frekanslarda, ancak henüz içermez görünür ışık spektrumu. Bu, örneğin, kontrol edebilirsiniz büyük temel unsurları ile bir yapı inşa etmek kolaydır, çünkü mikrodalgalar . terahertz ve kızılötesi frekanslar için temel unsurlar giderek daha küçük boyutlara ölçekli edilmiştir. Gelecekte, görünür ışık elemanları gerektirir Metamalzemeler tarafından yetenekli kontrolü için, daha küçük ölçekli olması. [11] [12] [13]

Şimdi de etkileşim yeteneği ile birlikte terahertz frekansları, inşa dağıtmak ve evrensel topluma THz Metamalzeme uygulamaları entegre arzusudur. Yukarıda açıklandığı gibi, terahertz yetenekleri ile komponentler ve sistemler teknolojik ilgili boşluğu dolduracak, çünkü bu. Bilinen hiçbir doğal malzemeler, bu başarabilirsiniz mevcut olduğundan, yapay olarak inşa malzemeler artık yerini almalıdır.

Araştırma pratik terahertz Metamalzeme gösteren, ilk ile başladı. Ayrıca, bu yana, birçok malzeme doğal olarak, bu aralık içinde faaliyet gösteren yararlı uygulanan teknolojilerin inşaat sağlamak elektromanyetik cihazlar oluşturmak için daha sonra gerekli olan THz radyasyonuna yanıt vermez. Bunlar gibi cihazlardır yönlendirilmiş ışık kaynakları , objektifler , anahtarlar , [not 3] modülatör ve sensörler . Bu boşluk da faz-değişimini ve ışın direksiyon cihazları içerir [not 4] THz bandında Gerçek dünya uygulamaları bebeklik hala [8] [11] [13] [14]

Orta ilerleme sağlanmıştır. Terahertz Metamalzeme cihazlar ayarlanabilir olarak laboratuarda gösterilmiştir uzak kızılötesi filtreler, optik anahtarlama modülatör ve emiciler . Genel olarak bir terahertz yayan kaynağın son varlığı THz olan kuantum kaskad lazerler kaynakları çarpılır geriye dalga osilatör (BWO) ve frekans, optik pompalanan THz lazerler. Ancak, teknolojiler kontrol ve THz dalgaları diğer gerisinde kalmaktadır işlemek için frekans etki ışık spektrumunun. [11] [13] [14]

Teraherzt Taşı

Teraherzt Taşı

Ayrıca, araştırma kullanan teknolojilere içine THz frekansları gelişmiş için yeteneklerini göstermek algılama teknikleri . Diğer alanlarda dalga boyları sınırlıdır, THz frekansları güvenlik, gelişmeler için yakın gelecekte boşluğu doldurmak için görünen halk sağlığı , biyomedikal , savunma , iletişim ve kalite kontrol üretim. Bu terahertz bandı non-invaziv olma özelliğini taşıyor ve bu nedenle bozabilir veya nesnenin yapısı yayılan varlık perturb olmaz. Aynı zamanda bu frekans bandı gibi geçerek gibi yeteneklerini gösteriyor görüntüleme bir içeriğini plastik kap, birkaç delici milimetre personele gizli nesneleri algılamak için giyim geçerek, kötü etkiler olmadan insan cilt dokusunun ve tespiti , kimyasal ve biyolojik ajanlar roman olarak yaklaşımlar terörle mücadele . [9] , uygun THz frekanslarda etkileşim çünkü Terahertz metamalzemeler, THz radyasyon kullanımı malzemelerin geliştirilmesi bir cevap gibi görünüyor. [9]

Araştırmacılar, doğal ve yapay manyetik malzemeleri birleştirmek yapay manyetik (paramanyetik) yapılar, ya da melez yapılar, terahertz cihazlarda önemli bir rol oynayabilir inanıyoruz. Bazı THz Metamalzeme cihazlar kompakt boşluklar vardır uyarlamalı optik ve mercekler, ayarlanabilir aynalar, izolatörler ve dönüştürücüler . [8] [12] [15]

Bu alanda Zorluklar [ değiştir ]

Mevcut terahertz kaynaklar olmadan, diğer uygulamalar geri tutulur. Bunun aksine, yarı iletken cihazlar günlük yaşam entegre hale gelmiştir. Bu ticari ve anlamına bilimsel uygun üretilmesi için başvuruları frekans yarı iletken uygulama veya cihaz ile hafif orantılı bantlar yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Görünür ve Kızılötesi lazerler özünde vardır bilgi teknolojisi . Ayrıca, yelpazenin diğer ucunda, mikrodalga ve radyo-frekans yayıcılar Kablosuz iletişimi etkinleştirmek. [16]

Terahertz

Terahertz

Ancak, terahertz rejimi uygulamaları, daha önce 0,1 ila 10 THz terahertz boşluğu olarak tanımlanan, kıyasla yoksul rejimdir. Gerekli THz frekansları üreten (veya Kaynakları dalga boyu ) var, ancak diğer sorunlar da kullanışlılığı engel. Terahertz lazer cihazları kompakt değildir ve bu nedenle taşınabilirlik eksikliği ve kolayca entegre olmayan sistemlerde . Buna ek olarak, düşük güç tüketimi, katı hal terahertz kaynakları eksiktir. Ayrıca, mevcut cihazlar da bir veya daha fazla eksiklikleri var , düşük güç çıkışı , kötü ayarlama yetenekleri ve gerektirebilir kriyojenik işlem için (sıvı sıvı helyum ). [16] Ayrıca, uygun kaynakların bu eksikliği fırsatlar engeller spektroskopi , uzaktan algılama , boş alan iletişim ve tıbbi görüntüleme . [16]

Bu arada, potansiyel terahertz frekans uygulamaları küresel araştırılmaktadır. Yakın zamanda geliştirilen iki teknoloji, Terahertz zaman alan spektroskopisi ve kuantum kaskad lazerler muhtemelen dünya çapında geliştirme platformları çok sayıda parçası olabilir. Ancak, cihazlar ve etkili terahertz radyasyon tarih (2012) önemli başarılar elde edilmiştir ötesinde ne çok daha fazla geliştirme gerektiren işlemek için gerekli bileşenler. [6] [14] [15] [17]

Manyetik alan etkileşimi [ değiştir ]
Yukarıda kısaca bahsedildiği gibi, bu tür geleneksel cam ve mercekler gibi doğal olarak oluşan malzemeler prizma anlamlı etkileşim mümkün değildir manyetik alan içinde ışığın . Anlamlı bir etkileşim ( geçirgenlik ) oluşur elektrik alanı . Içinde doğal malzemeler , herhangi bir yararlı bir manyetik etkileşim içinde incelmek olacaktır gigahertz aralığında frekansları . Elektrik alanı ile etkileşimi ile karşılaştırıldığında, manyetik bileşeni ne zaman algılanamaz Terahertz , kızılötesi ve görünür ışık . Yani, kayda değer bir adım mikrodalga frekanslarında pratik Metamalzeme icadı ile meydana gelen [not 5] Çünkü ilkel unsurlar Metamalzemeler bir kavrama ve göstermiştir endüktif tepki elektrik bağlantı ve tepki ile orantılı manyetik bileşeni. Bu yapay manyetik oluşumunu göstermiştir [not 6] , daha sonra Terahertz ve kızılötesi elektromanyetik dalganın (veya ışık) tatbik edilmiştir. Terahertz ve kızılötesi alanda, doğada keşfedilen henüz bir yanıttır. [12] [18] [19]

Metamalzeme yapay inşaat her adımda ve aşamasında imal edilir çünkü Ayrıca, bu ne kadar açık ya da terahertz seçme olanağı verir elektromanyetik dalga , malzeme yoluyla seyahat edecek ve gereken iletilen . Seçim bu derece mümkün değildir geleneksel malzemeler . Kontrol, elektrik manyetik kaplin ve monte Metamalzeme ile seyahat elektromanyetik dalganın uzunluğundan daha küçük olan temel elemanlarının karşılıkları elde edilir. [18] [19]

Terahertz Bileklik

Terahertz Bileklik

Elektromanyetik radyasyon , ışık içerir taşıyan enerji ve momentumu kazandırılan olabilir önemli etkileşimde bulunduğu. Radyasyon ve madde simbiyotik bir ilişki var. Radyasyon sadece malzeme üzerinde hareket etmez, ne de sadece belirli bir malzeme ile üzerine harekete geçirilir; Radyasyon madde ile etkileşime girer.

Herhangi bir malzemenin manyetik interaksiyon veya kaynaklı birleştirme, tercüme edilebilir geçirgenlik . doğal olarak meydana gelen malzeme geçirgenliği pozitif bir değerdir. Metamalzemeler bir sağlıyor doğada erişilemez sıfır (ya da negatif değerler), daha az geçirgenlik değerleri elde etmektir. Negatif geçirgenlik ilk mikrodalga frekanslarında elde edilmiştir ilk Metamalzemeler . Birkaç yıl sonra, negatif geçirgenlik terahertz rejimi gösterilmiştir. [12] [20]

Hangi can malzemeler çift manyetik Terahertz veya optik frekanslarda özellikle nadirdir.

Bazı ilişkin yayınlanan araştırma , doğal manyetik malzemeler bu malzemelerin mikrodalga aralığın üzerinde frekanslara cevap vereceksiniz belirtiyor, ancak yanıt frekans dar bir bant genellikle zayıf ve sınırlıdır. Bu olası yararlı Terahertz cihazları azaltır. Bu THz de manyetizma ve yüksek frekanslarda gerçekleştirilmesi büyük ölçüde etkileyeceği kaydedildi terahertz optik ve uygulamaları. [12]

Bu manyetik ile bir ilgisi yoktur bağlantı da atom seviyesinde. Bu dezavantaj, atomik ayna metamalzemeler kullanılarak aşılabilir manyetik kaplin atomu daha büyük büyüklüğü bir ölçekte. [12] [21] [21]

İlk THz metamalzemeler [ değiştir ]
Için negatif değerler dahil istenilen manyetik tepkiyi elde etmek mümkün ilk terahertz metamalzemeler, geçirgenlik vardı pasif malzemeler . Bu nedenle, “ayar” yeni bir tepki oluşturmak için biraz değişmiş boyutlarda, yeni bir malzeme imalatı sağlandı. Ancak, önemli ilerleme, ya da pratik bir başarı, aslında terahertz radyasyon manipülasyon gösteren bir Metamalzemeler .

İlk örnek için, birden fazla Metamalzeme yapısı imal edilmiştir. Ancak, gösteri 1.8 Terahertz 0.6 bir dizi gösterdi. Sonuçlar aynı zamanda etki yapısının boyutlarını ölçekleme terahertz frekans rejimi boyunca ayarlanabilir göstermek için inanılırdı. Bu 6 THz ve 100 THz bir gösteriler izledi.

İlk gösteri, elemanların ölçekleme ve aralıklı, frekans terahertz aralığı ile başarı için izin verdi. düşük frekans aralıklarında Metamalzemeler olduğu gibi, bu öğeler, manyetik olmayan malzeme vardı, ama iletken elemanlar edildi. tasarım aynı zamanda elektrik ve manyetik bileşenleri ile meydana gelen bir rezonans sağlar. Ve önemli olan bu yapay olarak inşa edilmiş malzemelerin güçlü bir manyetik yanıttır.

elemanları rezonansta yanıt için belirtilen frekanslarda, bu özellikle elemanı tasarlayarak düzenlenmiştir. elemanları, meta malzeme için yapıldığı gibi, bir tekrarlanan model içine yerleştirilir. Bu durumda, boşluk dikkat ile birlikte artık bir araya getirilmiş ve dizilmiş elemanları, düz, dikdörtgen, (düzlemsel) yapılandırılmış Metamalzeme içermektedir. Bu Terahertz frekanslarda çalışmak üzere tasarlanmış olduğundan, fotolitografi, bir alt-tabaka üzerine elemanları etch için kullanılır. [12]

Manyetik tepkiler ve refraktif indeks [ değiştir ]

Bir şematik kurulum elipsometri deney.
Yarık halka rezonatör (SRR) deneyler, çeşitli kullanım yaygın bir Metamalzeme olup. [6] Manyetik tepkiler ( geçirgenlik terahertz’de) frekans oluşan bir yapı ile elde edilebilir manyetik olmayan bakır telli SRR gibi öğelerin hangi bir rezonans frekansı etrafında merkezli farklı tepkiler göstermektedir. Bölünmüş halka rezanatörler terahertz rejimi karşısında ayarı için bir yeteneği gösterir. Ayrıca, tekrarlanan yapı kurucu malzemelerini yapılmış o manipüle ve bu ortalama teknik bir denir terahertz radyasyon iletir olarak elektromanyetik alan ortalama aynı stratejiyi takip etkili bir orta tepkisi . [12]

Etkili geçirgenlik μ- eff gelen güçlendirilir endüktans halkaları ve kapasitans bölünmüş halkaları boşluklar oluşur. Bu Terahertz deney elipsometri yerine dalga kılavuzu daha uygulanır. Diğer bir deyişle, serbest alanda bir ışık kaynağı, bir yayar radyasyon polarize ışın daha sonra (theright görüntü bakınız) örnek yansıyan. Yayılan kutuplaşma tasarlanmıştır ve kutuplaşma açısı bilinmektedir. (Örnek malzeme kapalı) yansıyan bir polarizasyon değişikliği o zaman. [Ölçülür açıklama gerekli faz farkı] Bilgi (varsa) ve yansıyan polarizasyon olarak kabul edilir. [12]

Hücre malzemenin lokal manyetik alanı olarak anlaşılabilir manyetik yanıt . Yerel manyetik alan artar rezonans aşağıda bu manyetik tepki kalır faz elektrik alanı ile. SRR hücre olmayan bir manyetik malzeme aslında, çünkü bu yerel manyetik tepki geçicidir ve sadece çok uzun bir haricen uygulanan manyetik alan olarak orada manyetik özelliklerini korur. uygulanan alan kaldırıldığında Böylece toplam mıknatıslanma sıfıra düşecek. Buna ek olarak, yerel manyetik tepki aslında toplam manyetik alanının bir bölümüdür. Bu fraksiyon alan şiddeti ile orantılıdır ve bu doğrusal bağımlılık açıklar. Aynı şekilde bütün malzeme üzerinde bir toplam lineer tepki var. Bu saflaşma taklit eğilimindedir ve atomik düzeyde döner. [12] fazla bilgi için bkz: Paramagnetizma ve Split-halka rezonatör

zamanla rezonans yaklaşımları artan sıklıkla ilmekli tel kaynaklı akımların artık uygulamalı alanda ayak uydurabilecek ve yerel müdahale kalmaya başlar. o uyarma alanı ile dışarı aşamasının tamamen kadar Sonra frekans arttıkça daha da uyarılan yerel alan tepkisi daha da kalıyor. Bu birlik altına düşen ve daha az sıfırdan değerlerini içerir bir manyetik geçirgenlik sonuçlanır. Lineer birleştirme bağlı lokal alan ve dalgalı uygulanan alan arasındaki doğrusal olmayan özelliklerine zıt olan Ferromanyetizim [12]

Daha sonra, bu malzemelerin manyetik yanıt 100 terahertz’de gösterdi ve kızılötesi rejiminde bulundu. Daha sonra kontrol altına alınması konusunda önemli bir adım manyetik tepki oldu kanıtlayan kırılma indeksi . [15] [22] Son olarak, kırılma olumsuz endeksi 200 terahertz paralel olarak metalik nanorods katman çiftleri kullanılarak en terahertz dalga boyları için sağlanmıştır. [23] Bu çalışma aynı zamanda terahertz rejiminde yüzey plasmon çalışmaları ile tamamlanmaktadır. [24]

Çalışma aynı zamanda iletim ve yansıma özelliklerini kontrol etmek için elektronik anahtarlama ve yarı iletken yapılar gibi dış kontrolleri uygulanması çalışmaları ile devam ediyor. [25] [26] [27] [28]

Reconfigurable terahertz metamalzemeler [ değiştir ]
Elektromanyetik metamalzemeler (- 10 THz 0.1) Terahertz boşluğu doldurmak için söz göstermektedir. Terahertz boşluğu iki genel eksiklikler kaynaklanır. Birincisi, neredeyse hiç doğal olarak oluşan malzemeler kullanmak istiyorsunuz uygulamalar için kullanılabilir terahertz frekans kaynakları . İkinci EM Metamalzemeler ile başarıları çevirmek için yetersizlik mikrodalga ve optik etki terahertz etki. [26] [27]

Ayrıca, araştırma çoğunluğu odaklanmıştır pasif özelliklere yapay periyodik bir THz iletimi vs. Metamalzeme elemanlar, örneğin, boyut ve inklüzyonlar şeklinde, metal film kalınlığı, delik geometrisi etkisi, periyodik, örneklenmesinden ile belirlendiği gibi, rezonans ayrıca metal deliği diziler üzerinde bir dielektrik tabakanın biriktirilmesiyle ve rezonans frekansı önemli değişen neden her ikisi de, bir yarı iletken alt madde, doping etkilenebilir gösterilmiştir. Ancak, küçük çalışma birçok uygulama gerçekleştirmek için gerekli olmasına rağmen olağanüstü optik iletim “aktif” manipülasyon odaklanmıştır. [25]

Bu ihtiyacı cevaplama, proaktif kaynak (EM) radyasyon iletim ve yansıma bileşenlerinin oranı kontrol edebilirsiniz “aktif Metamalzemeler” için önerileri var. Stratejiler, lazer ışığı ile yapıyı aydınlatan bir harici değişen içeren statik manyetik alan akımı değişmez ve harici önyargı gerilim beslemesi (kontrollü yarı iletken) kullanarak. Bu yöntemler yüksek duyarlı spektroskopisi, yüksek güç terahertz üretimi, kısa menzilli güvenli THz iletişim, terahertz yetenekleri sayesinde daha da hassas bir algılama olanakları yol açmaktadır. Ayrıca, bu Terahertz dalgaların teknikleri, daha hassas Terahertz algılama geliştirilmesi ve daha etkin bir kontrol ve manipülasyon bulunmaktadır. [26] [27]

Istihdam MEM teknolojisi [ değiştir ]
Özellikle, bölünmüş halka resonatöre – – ile Metamalzeme unsurları birleştirerek Mikroelektromekanik sistemler teknolojisi – elektromanyetik rezonans elemanlarının oryantasyon tam olay alanına göre kontrol edilebilir düzlemsel olmayan esnek kompozit ve micromechanically aktif yapıların oluşturulmasını sağladı. [ 29]

THz frekanslarda Dinamik elektrik ve manyetik Metamalzeme yanıtı [ değiştir ]
Teori, simülasyon ve Metamalzeme parametrelerin dinamik tepki gösterilmesi bölünmüş halka Rezonatörlerin (SRR’ler) bir düzlemsel dizi ile ilk kez gösterildi. [30]

Terahertz Metamalzeme cihazlarının Anketi [ değiştir ]
Terahertz metamalzemeler yeni cihazların çalışma mümkün yapıyoruz. [31] [32]

Roman amplifikatör tasarımları [ değiştir ]

Bir Bölüm Terahertz , katlanmış dalga duvarlarında delik dizileri ile seyahat dalga tüpü devresi. NASA Glenn Araştırma Merkezi’nden görüntü.

Metamalzeme ile terahertz düzlemsel seyahat dalga tüpü devre substrat gömülü. NASA Glenn Araştırma Merkezi’nden Görüntü
Terahertz kompakt orta güç amplifikatörleri mevcut değildir. Bu atıl bir bölgede sonuçlanır ve yeni yükselteçlerin eksikliği doğrudan nedenlerinden biri olarak isnat edilebilir.

Araştırma çalışmaları, soruşturma oluşturma ve dayalı hafif yavaş dalga vakum elektronik cihazlar tasarımı yer vardır dalga tüp amplifikatörler seyahat . Bu katlanmış barındırır tasarımları dalga olan, yavaş dalga devreleri Terahertz dalga doğrusal elektron ışını ile etkileşim sırasında bir serpantin yol boyunca ilerlerler. katlanmış dalga seyahat dalga tüpleri Tasarımlar 670, 850, ve 1030 GHz frekanslarında bulunmaktadır. Nedeniyle küçük boyutları ve yüksek zayıflama güç sınırlamaları iyileştirmek amacıyla, yeni düzlemsel devre tasarımları da araştırılmaktadır. [2]

In-house NASA Glenn Araştırma Merkezi’nde çalışma vardır araştırılmıştır kullanımını metamalzemeler tasarlanmış benzersiz olan malzemeler elektromanyetik özellikleri vakum elektronik yavaş dalga devreleri iki tip güç ve terahertz amplifikasyon verimliliğini artırmak için. Devrenin birinci tip anizotropik Dielektrik ve subwavelength delik dizileri oluşur Delikli Metamalzemeler (sağdaki resim) içinde katlanmış bir dalga kılavuzu bir geometriye sahiptir. [33]

Devrenin ikinci tip elektromanyetik dalgayı ve alt tabaka gömülü bir Metamalzeme yapıya taşımak için kıvrımlı iletim hattı ile düzlemsel geometriye sahiptir. Hesaplamalı sonuçlar, bu devre ile daha umut vericidir. Ön sonuçlar Metamalzeme yapı, alt tabakada elektrik alan büyüklüğünün azaltılması ve bir elektron sac demeti ile etkileşime girebilir kıvrımlı hat üzerindeki bölgede büyüklüğünü arttırılmasında etkili olduğunu göstermektedir. Buna ek olarak, düzlemsel devre imal etmek daha kolaydır ve daha yüksek bir akım etkinleştirebilir. Daha fazla iş elektrik alan / elektron ışını etkileşimi optimize etmek ve tasarım levha kiriş için mıknatıs geometrileri odaklanarak, diğer düzlemsel geometrileri araştırmak için gereklidir. [33] [34]

Roman terahertz sensörleri ve faz modülatörleri [ değiştir ]
Terahertz rejiminde radyasyonların kontrol imkanı algılama aygıtları ve faz modülatörleri için tasarımlar analizine yol açmaktadır. Bu radyasyon uygulayabilir cihazlar özellikle yararlı olacaktır. Çeşitli stratejiler analiz veya sensörler olarak işlev görebilir ayar Metamalzemeler için test edilmiştir. [35] [36] Aynı şekilde doğrusal faz kaydırmalı kontrol cihazları kullanılarak yapılabilir. [14] Aynı zamanda, gerekli bazı savaş tehlikeleri tespit edebilen sensörler var [37 ]

v t e
Spektroskopisi
Kızılötesi
FT-IR Raman Rezonans Raman dönme titreşim Dönme-Titreşim
UV-Vis-NIR
Ultraviyole-Görünür floresan vibronic Yakın-kızılötesi Rezonans geliştirilmiş multiphoton iyonizasyon (REMPI) Lazer indüklemeli
X-ışını ve
photoelectron
photoelectron atom Emisyon
Nükleon
Gama Mösbauer
Radyo dalgası
NMR terahertz ESR / EPR ferromanyetik rezonans
Diğerleri
Akustik rezonans spektroskopi Auger spektroskopisi astronomik spektroskopisi Boşluk halka aşağı spektroskopisi Dairesel Dikroizm spektroskopisi Tutarlı bir anti-Stokes Raman spektroskopisi Soğuk buhar atomik floresans spektroskopisi Dönüşüm elektron Mössbauer Spektroskopisi Korelasyon spektroskopisi Derin seviye geçiş spektroskopisi Çift polarizasyon enterforemetre Elektron fenomenolojik spektroskopisi EPR spektroskopisi kuvvet spektroskopisi Fourier spektroskopisi dönüşümü Hadron spektroskopisi Hiperspektral görüntüleme Elastik olmayan elektron tünelleme spektroskopisi Elastik olmayan nötron saçılımı Lazer eylemli kırılım Spektroskopisi Mösbauer spektroskopisi Nötron spin eko Foto akustik spektroskopisi fotoemisyon spektroskopisi fototermal spektroskopisi Pompa-sonda spektroskopisi Raman optik etkinlik spektroskopisi Raman spektroskopisi doymuş spektroskopisi Taramalı tünelleme spektroskopisi spektrofotometri Zamana bağımlı spektroskopisi Zaman Stretch Termal kızılötesi spektroskopi Video spektroskopisi Titreşimli dairesel dikroizm Lineer moleküllerin titreşim spektroskopisi X-ışını fotoelektron spektroskopisi

^ Bu tekabül dalga boyları aşağıda milimetre özellikle 3 milimetre (arasında aralık EHF bant) ve 0,03 milimetre; uzun dalga boylu kenar uzak kızılötesi ışık .
^ Terahertz boşluk kullanılamaz malzemeler aksi evrensel mevcut olabilir bileşenleri ve sistemleri yapımını engellediğini terahertz bölge (bant genişliği) frekansları kümesidir.
^ Switching: devrelerde kontrol veya sinyallerin yönlendirme mantıksal veya aritmetik işlemleri yürütmek veya bir ağ içinde belirli noktalar arasındaki veri iletimi için. Not: Bağlantı elektronik, optik, veya elektro cihazların gerçekleştirilebilir. Kaynak: Federal Standart 1037C den [ ölü bağlantı ]
^ Işın direksiyon: yönünü değiştiriyor ana lob a ışıma deseni . Not: Radyo sistemlerinde, ışın direksiyon anten anahtarlama elemanları veya akraba değiştirilerek gerçekleştirilebilir evreleri ve radyo frekans elemanları sürüş radyasyon. Optik sistemlerde, kiriş direksiyon değiştirerek gerçekleştirilebilir kırılma indeksi ışını iletilir veya ayna veya lens kullanımı ile içinden geçtiği ortamın. Kaynak: Federal Standart 1037C den [ ölü bağlantı ]
^ Daha sonra yaygın olarak Terahertz ve kızılötesi yüksek-frekans alanına uygulanan ilke gösteri bir kanıtı aslında oldu. Bkz Negatif endeks metamalzemeler .
^ Ana makalesine bakın: Paramanyetizma
Kaynaklar [ değiştir ]
Bu makale içeriyor kamu malı malzeme siteleri veya belgelerden Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi .
^ Kniffin Gabriel (4 Haziran 2009). “Terahertz Band Metamalzeme Cihazlar” (PDF indir). Portland Eyalet Üniversitesi: 10 sayfa. * Ayrıca için dizin bkz 2012-07-29 alındı Uygulamalı Optics 2009 Sunulan Projeler . : Güncel değerleri kontrol |access-date= ( yardım , *) Ve YAKIN-Lab Thz ölçüm tesisi , Portland State University.
^ A b Kuvvet, Dale A. (9 Aralık 2009). “Terahertz Amplifikatörler” (Free PDF indir). NASA Glenn Araştırma Merkezi . 2010-06-03 alındı.
^ Johnston, Hamish (29 Kasım 2006). “Metamalzeme terahertz bir köprü” . Fizik dünya. Fizik Enstitüsü . 2012-07-29 alındı.
^ Milimetre altı Astronomi nedir? . Arizona Radyo Gözlemevi. 2013
^ Lim, CS; Hong, MH; Chen, ZC; Han, NR’dir; Luk’yanchuk, B .; Chong TC (26 May 2010). “Terahertz rezonans tepki geliştirme için Hibrid Metamalzeme tasarım ve imalat” (PDF) Optik Express 18 (12):… 12421-9 bibcode : 2010OExpr..1812421L . Doi : 10,1364 / OE. 18,012421 . Sayfalar 20588369 .
^ A b c Lee, Yun-Shik (2008). Terahertz Bilim ve Teknoloji İlkeleri . Fizik Series Ders Notları. New York: Springer-Verlag New York , LLC. pp. 190, Bölüm 5. ISBN 978-0-387-09539-4 . 2009-09-08 (yakl.) Alındı. Güncel değerleri kontrol: |access-date= ( yardım )
^ “Frekans Dalga boyu Dönüşüm Tablosu” . Metrik dalga boyu birimlerine hertz frekansı dönüştürür. UnitConversion.org. Telif Hakkı 1998-2009. 2010-01-17 alındı. Güncel