Terahercinių dažnių juostos vaizdinimo sistema

Rugsejis 1 1

Terahercinio dažnio (THz) elektromagnetinių bangų ruožas tai sritis, esanti tarp submilimetrinių radijo bangų ir infraraudonosios spinduliuotės. Kaip ir radijo bangos, THz spinduliuotė lengvai praeina per įvairias medžiagas, tokias kaip popierius, medis, audiniai, keramika, plastikai, todėl tinkama praktiniam taikymui.

THz bangos erdvėje sklinda panašiai, kaip sklinda šviesa; jas galima atspindėti ir fokusuoti taip, kaip tai yra daroma su šviesos spinduliais. Vaizdų gavimui THz spinduliuotė terahercinės optikos pagalba yra sufokusuoja tiriamojo objekto paviršiuje. Objekto vaizdai yra gaunami paeiliui išmatavus praėjusius (arba atsispindėjusius) THz spindulius įvairiuose objekto paviršiaus taškuose. Svarbu, kad su THz dažnio spinduliais galime pasiekti didesnę erdvinę skyrą, nei kad su radijo bangomis. Patente aprašyta THz vaizdinimo sistema gali būti naudojama pramonėje, aplinkosaugoje, medicinoje ar saugos sistemose ypatingų objektų THz vaizdų kūrimui.

Terahercinių dažnių juostos vaizdinimo sistemos schema.
Terahercinių dažnių juostos vaizdinimo sistemos schema.

Šiuo metu pagrindinis THz ruožo spektrų ir vaizdų matavimo būdas remiasi vadinamąja laikine THz spektroskopija (angl. Terahertz time-domain-spectroscopy THz-TDS). Tokiose sistemose THz spinduliuotės impulsai yra generuojami ir registruojami naudojant femtosekundiniais lazerio impulsais aktyvuojamus emiterius ir detektorius. Objekto vaizdinimas atliekamas plačiame dažnių ruože, kas reikalauja ne tik objekto erdvinio skenavimo, bet ir THz impulsų koherentinio matavimo – trumpais laiko intervalais atliekamas impulso dalies amplitudės ir fazės matavimas. Tam naudojami papildomi komponentai, kas didina sistemos kainą, lėtina jos veikimą ir tuo pačiu apsunkina sistemos darbą ir priežiūrą.

Supakuotų į dėžutę plastikinių sprogmenų simuliatorių nuotrauka
Supakuotų į dėžutę plastikinių sprogmenų
simuliatorių nuotrauka

 

Išradime aprašyta THz vaizdinimo sistema ypatinga tuo, kad joje panaudoti kompaktiški THz komponentai ir detektoriai, kurių didelis jautris leidžia tiesiogiai nekoherentiniu būdu registruoti THz-TDS sistemos THz impulsus. Darbinis dažnis iš plataus THz impulso spektro pasirenkamas naudojant THz filtrą. Pasitelkus THz lęšius spinduliuotė sufokusuojama į tiriamą objektą, o praėjęs per objektą spinduliuotės intensyvumas užregistruojamas su itin jautriu THz detektoriumi. THz vaizdas gaunamas išmatavus tiriamo objekto pralaidumą skirtinguose XY plokštumos taškuose. Tokiu būdu, pasiūlyti kompaktiški THz detektoriai ir THz optikos komponentai leis sumažinti THz-TDS vaizdinimo sistemos matmenis ir kainą, o THz vaizdus užrašinėti žymiai sparčiau.

Supakuotų į dėžutę plastikinių sprogmenų simuliatorių nuotrauka
Supakuotų į dėžutę plastikinių sprogmenų
simuliatorių nuotrauka
THz vaizdas, kur spalvomis užkoduota skirtinga THz sugertis
THz vaizdas, kur spalvomis užkoduota skirtinga THz sugertis

Išradėjai: Irmantas KAŠALYNAS, LT, Rimvydas VENCKEVIČIUS, LT,
Ramūnas ADOMAVIČIUS, LT, Gintaras VALUŠIS, LT, Arūnas KROTKUS, LT

Pareiškėjas: Valstybinis mokslinių tyrimų institutas Fizinių ir technologijos mokslų centras, LT

Patento Nr: LT 6219
Patento paskelbimo data: 2015-09-25

Patentinės informacijos centras