光的演示圖,。用于傾聽光波的設(shè)備將幫助打開電磁光譜的最后邊界,。 由于目前只有檢測光的專門工具具備檢測太赫茲頻率的能力，工程師尚未有效的利用它們,。美國密西根大學(xué)研究人員演示了一種獨(dú)特的太赫茲探測器和成像系統(tǒng),，可以有效的填補(bǔ)太赫茲空隙(Terahertz Gap)。 “我們將T射線光轉(zhuǎn)化為聲音,，” 美國密西根大學(xué)電子工程和計(jì)算機(jī)科學(xué),、機(jī)械工程以及(化學(xué))大分子科學(xué)與工程的郭杰(Jay Guo)教授這樣說道?！拔覀兊奶綔y器非常敏感緊湊,，能夠在室溫下工作，我們利用了一種非傳統(tǒng)的方法制造它,?！边@一探測器產(chǎn)生的聲音非常高,，人耳無法聽到。 太赫茲空隙介于電磁光譜中微波和紅外波段之間,。這個(gè)光譜從最長最低能量的電磁波到最短高能量的伽馬射線,，后者在核彈爆炸時(shí)以及放射性原子衰變時(shí)會釋放。在這兩個(gè)極端之間存在微波頻率,，后者可以用于煮熟食物或者傳輸手機(jī)信號;使熱視覺技術(shù)變?yōu)榭赡艿募t外頻率;我們的世界所看到的光和顏色的可見波長;以及讓醫(yī)生可以窺看我們身體內(nèi)部的X射線,。 太赫茲頻段是“科研沃土”，郭和同事這樣表示,。然而,，現(xiàn)在的探測器要么非常笨重且必須在低溫下工作，要么無法實(shí)時(shí)操作,。這限制了它們應(yīng)用的有效性,，例如武器和化學(xué)檢測，或者醫(yī)療成像和診斷,，郭這樣解釋道,。 郭和同事發(fā)明了一種特殊的換能器，能夠?qū)崿F(xiàn)光-聲音的轉(zhuǎn)換,。換能器主要是將一種能量形式轉(zhuǎn)換為另一種,。在這個(gè)例子里便是將太赫茲光轉(zhuǎn)換為超聲波然后傳輸它們。 這種換能器是由一種名為聚二甲硅氧烷(PDMS)的海綿狀塑料制品,，以及碳納米管混合物制成的,，以下是它的工作原理：當(dāng)太赫茲光遇到換能器，納米管會將它吸收,，轉(zhuǎn)化為熱量,，然后將這種熱量傳遞給PDMS。加熱的PDMS會膨脹,，創(chuàng)造一種輸出的壓力波,，這便是超聲波。它大概是人耳能夠聽到的上限的1000倍,。 “檢測超聲波的方式有很多,，”郭說道?！拔覀儗⒁粋€(gè)非常困難的問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)已經(jīng)被解決的問題,。”盡管超聲波探測器已經(jīng)存在――包括那些用于醫(yī)療成像的――研究人員自己制造了一種非常敏感的顯微鏡可見塑料環(huán),，名為微環(huán)諧振器,。這種結(jié)構(gòu)測量的大小只有幾毫米。 研究人員將他們研發(fā)的系統(tǒng)與電腦相連，并演示了這一系統(tǒng)可以用于掃描和產(chǎn)生鋁交圖像,。這種最新探測器的反應(yīng)速度只有幾百萬分之一秒,，郭表示它能夠支持很多領(lǐng)域的實(shí)時(shí)太赫茲成像。 這個(gè)系統(tǒng)與其它基于熱的太赫茲檢測系統(tǒng)有所不同,，因?yàn)樗轻槍蝹€(gè)太赫茲光脈沖的能量,，而非持續(xù)的T射線流做出反應(yīng)。因此,，它對溫度范圍以外的變化并不敏感,。這項(xiàng)研究是由國家科學(xué)基金會(NSF)和美國空軍科研辦公室(US Air Force Office of Scientific Research)資助進(jìn)行的。 轉(zhuǎn)自中國科普網(wǎng)-科普新聞 |
