Метаматериал использован в качестве эффективного излучателя терагерцевых волн

Традиционные методы получения терагерцевых волн состоят либо в сжатии радиоволн СВЧ-диапазона, либо в растяжении оптических колебаний. Первый подход требует наличия ускорителя электронов или фотопроводящих антенн под высоким напряжением, и позволяет получать излучение в очень узкой полосе частот. Растяжение оптических волн обычно производится смешиванием двух лазерных частот в органическом или неорганическом кристалле и не отличается высокой эффективностью из-за естественных свойств этих кристаллов.

В лаборатории Ames Labs Министерства энергетики США продемонстрировано генерирование широкополосных терагерцевых сигналов с использованием метаматериалов, изготовленных в Технологическом Институте Карлсруэ (Германия). Об этом сообщается в выпуске Nature Communications за 8 января.

Для регистрации терагерцевого излучения U-образных резонаторов метаматериала (имеющих вид разомкнутого кольца), использовался спектрометр, управляемый фемтосекундными лазерными импульсами. Полученное излучение имело длину волны 1,5 мкм, но исследователи отмечают, что варьировать ее достаточно легко, изменяя размер мета-атомов (U-образных резонаторов) в метаматериале: и, в принципе, вполне возможно охватить весь терагерцевый диапазон.

Использовавшийся в опытах излучатель из метаматериала имел толщину всего 40 нм, и, тем не менее, он работал не хуже традиционных, в тысячи раз более толстых, устройств.

Как указывается в статье, представленный метод делает возможным преодоление терагерцевого технологического разрыва, благодаря обеспечению всех четырех важнейших для терагерцевых излучателей качеств: эффективности, широкого спектра, компактных размеров и настраиваемости.