منابع نور سینکترون و لیزرهای الکترون آزاد

به ندرت هیچ کشف دیگری در قرن نوزدهم بر علم و فناوری چنین تأثیری داشته است مانند یافته اصلی ویلهلم کنراد رونتگن در مورد اشعه ایکس. لوله های اشعه ایکس به زودی راه خود را به عنوان ابزارهای عالی برای کاربردهای متعدد در پزشکی ، زیست شناسی ، علم مواد و آزمایش ، شیمی و امنیت عمومی باز کردند. توسعه منابع تابشی جدید با درخشندگی بیشتر و طیف طیف گسترده ای منجر به تحولات خیره کننده ای مانند سنکروترون الکترون و حلقه ذخیره الکترون و لیزر فریالکترون شد. 

کاربردهای لیزرهای کوانتومی آبشار

کاربردهای لیزرهای کوانتومی آبشار

شاید مهمترین کاربردهای لیزرهای کوانتومی آبشار در زمینه طیف سنجی جذب لیزری گازهای کمیاب باشد ، به عنوان مثال. برای تشخیص غلظت بسیار کمی از آلاینده ها در هوا. علاوه بر محدوده طول موج مناسب ، QCL ها معمولاً دارای عرض خط نسبتاً باریک و قابلیت تنظیم طول موج خوب هستند و آنها را برای چنین برنامه هایی بسیار مناسب می کند.

تابش تراهرتز

تابش تراهرتز - همچنین به عنوان تابش زیر میلی متر ، امواج تراهرتز ، فرکانس فوق العاده بالا [1] (THF) ، اشعه T ، امواج T ، نور T ، T-lux یا THz شناخته می شود - از امواج الکترومغناطیسی در باند تعیین شده توسط ITU تشکیل شده است. فرکانسهای 0.3 تا 3 تراهرتز (THz) ،  اگرچه مرز فوقانی تا حدی دلخواه است و از نظر برخی منابع 30 THz است. یک تراه هرتز 1012 هرتز یا 1000 گیگاهرتز است. طول موج تابش در باند تراهرتز به ترتیب از 1 میلی متر تا 0.01 میلی متر = 10 میکرومتر متغیر است.  

لیزر مولکولی پنجره طیفی منحصر به فرد را باز می کند

تابش تراهرتز

تابش تراهرتز به طور معمول تابش الکترومغناطیسی در دامنه فرکانس از تقریباً 0.1 THz تا 10 THz است که مربوط به طول موج از 3 میلی متر تا 30 میکرومتر است. چنین فرکانس هایی بالاتر از امواج رادیویی و مایکروویو است اما کمتر از نور مادون قرمز است. از آنجا که طول موج ها در محدوده 0.03 میلی متر تا 3 میلی متر است و اغلب زیر 1 میلی متر است ، تابش تراهرتز نیز گاهی تابش زیر میلی متر نامیده می شود. همچنین ، حداقل قسمت فرکانس بالاتر منطقه تراهرتز را نیز می توان مادون قرمز دور نامید.

برهم کنش لیزر و ماده برای تابش و انرژی

1. امواج و لیزرهای الکترومغناطیسی ............................................ .......................................... 1

2. تولید تابش تراهرتز با استفاده از نیمه هادی

مواد و ساختارهای نانو ............................................... ............................................. 53

3. تشدید سطح پلاسمون و تابش THz .......................................... .................. 91

4. تابش THz با استفاده از گازها / پلاسما .......................................... .................................... 109

5. تابش تراهرتز و تشخیص آن ........................................... ................................. 147

6. فناوری شتاب ذرات مبتنی بر پلاسما .......................................... ................ 175

 

تصویربرداری پزشکی

تصویربرداری پزشکی

برخلاف اشعه X ، تابش تراهرتز تابش یونیزه نیست و به طور کلی انرژی کم فوتون آن به بافت های زنده و DNA آسیب نمی رساند. برخی از فرکانس های تشعشعات تراهرتز می توانند به چندین میلی متر از بافت با محتوای آب کم (به عنوان مثال ، بافت چربی) نفوذ کرده و به عقب بازگردند. تابش تراهرتز همچنین می تواند تفاوت در محتوای آب و چگالی یک بافت را تشخیص دهد. چنین روش هایی می تواند تشخیص موثر سرطان اپیتلیال را با یک سیستم تصویربرداری ایمن ، غیرتهاجمی و بدون درد امکان پذیر سازد. 

توموگرافی تراهرتز

توموگرافی تراهرتز ، دسته ای از توموگرافی است که در آن تصویربرداری مقطعی توسط اشعه تراهرتز انجام می شود. تابش تراهرتز تابش الکترومغناطیسی با فرکانس بین 0.1 و 10 THz است. بین طیف امواج رادیویی و امواج نور می افتد. بخشهایی از امواج میلی متر و طول موج های مادون قرمز را شامل می شود. موج تراهرتز به دلیل فرکانس بالا و طول موج کوتاه ، دارای یک نسبت سیگنال به نویز بالا در طیف حوزه زمان است. 

توموگرافی تراهرتز

توموگرافی تراهرتز: این روش تجربی نسبتاً جدید شامل تصویربرداری مقطعی با استفاده از اشعه تراهرتز است. تابش تراهرتز متشکل از امواج الکترومغناطیسی است که در طیف بین مایکروویو و امواج نور مادون قرمز مشاهده می شود. آنها مورد توجه دانشمندان قرار گرفته اند زیرا اشعه تراهرتز می تواند آنچه را که نور مرئی و مادون قرمز نمی تواند "ببیند" داشته باشد ، و نویدبخش خوبی برای تشخیص اطلاعات بی نظیر است که از طریق سایر روشهای تصویربرداری نوری در دسترس نیست.

طیف سنجی تراهرتز