Một phương pháp mới để biến đổi tần số các tia laser đến tần số terahertz (10 mũ 12 hertz) vừa được công bố bởi các nhà nghiên cứu tại MIT (Massachusette Institute of Technology). Công trình nghiên cứu này hứa hẹn được ứng dụng vào các máy quét đồ vật mới tại sân bay nhằm tìm ra thuốc trái phép cũng như chất nổ. Cốt lõi của công nghệ này chính là phương pháp biến đổi các tia laser để chúng có thể “nhìn thấu” được cấu tạo hóa học của vật chất.
Công nghệ Terahertz ray (T-Ray) mới của MIT được cho là an toàn hơn so với công nghệ tia X (X-Ray) trước đây, có thể “nhìn thấu” được quần áo, gỗ, nhựa, gốm, sứ, gạch và cả mô sinh vật. Tia này được các phân tử khác nhau hấp thụ ở các mức độ khác nhau, vì thế thành phần cấu tạo của chúng có thể được dễ dàng nhận biết.
Tuy nhiên, rắc rối là điều không thể tránh khỏi ở một công trình nghiên cứu. Với T-ray đó là việc phải cung cấp một dải tần terahertz liên tục, một điều khó có thể thực hiện với công nghệ biến tần laser hiện nay. Giáo sư Qing Hu và các đồng nghiệp tại MIT đưa ra một giải pháp cho vấn đề này là sử dụng phương pháp quantum cascade lasers (tạm dịch là ‘laser lượng tử xếp tầng’).
Với việc dùng một loại laser lượng tử xếp tầng gọi là ‘wire laser’, nhóm nghiên cứu của Giáo sư Hu đã chứng minh được rằng độ dài bước sóng của ánh sáng có thể được thay đổi bằng cách biến dạng transverse mode bằng vật liệu khối như kim loại (kim loại thu ngắn bước sóng) hay silicon (kéo dài bước sóng).Bước tiếp theo của phương pháp này là thiết kế một thiết bị biến tần có thể điều khiển các khối kim loại và silicon để cung cấp được một dải liên tục tần số terahertz.
Nguồn: Gizmag
Công nghệ Terahertz ray (T-Ray) mới của MIT được cho là an toàn hơn so với công nghệ tia X (X-Ray) trước đây, có thể “nhìn thấu” được quần áo, gỗ, nhựa, gốm, sứ, gạch và cả mô sinh vật. Tia này được các phân tử khác nhau hấp thụ ở các mức độ khác nhau, vì thế thành phần cấu tạo của chúng có thể được dễ dàng nhận biết.
Tuy nhiên, rắc rối là điều không thể tránh khỏi ở một công trình nghiên cứu. Với T-ray đó là việc phải cung cấp một dải tần terahertz liên tục, một điều khó có thể thực hiện với công nghệ biến tần laser hiện nay. Giáo sư Qing Hu và các đồng nghiệp tại MIT đưa ra một giải pháp cho vấn đề này là sử dụng phương pháp quantum cascade lasers (tạm dịch là ‘laser lượng tử xếp tầng’).
Ta có thể làm rõ phương pháp này bằng cách mô tả sự hoạt động của dây đàn ghita:
Để biến tần một tia laser, ta có thể hoặc thay đổi kích thước của các ô phát quang hoặc thay đổi nhiệt độ của nó. Giáo Sư Hu đối chiếu 2 phương pháp này với việc thay đổi cao độ của dây đàn ghita bằng cách dùng ngón tay nhấn dây xuống, tức thay đổi độ dài dây - hoặc lên dây đàn, tức thay đổi độ căng dây. Ngoài ra, còn có một cách nữa để thay đổi cao độ ghita là thay đổi đường kính dây (các dây âm cao luôn mảnh hơn dây trầm nhiều)
Một chùm sáng bị giới hạn trong một cáp quang hay một tia laser lượng tử xếp tầng thường biễu diễn một kiểu mẫu trường điện từ gọi là “transverse mode.” Mẫu transverse mode gần như một dạng sóng điện từ vuông góc với chùm sáng; nhưng ngược lại với chùm sáng, transverse mode biến mất rất nhanh.Để biến tần một tia laser, ta có thể hoặc thay đổi kích thước của các ô phát quang hoặc thay đổi nhiệt độ của nó. Giáo Sư Hu đối chiếu 2 phương pháp này với việc thay đổi cao độ của dây đàn ghita bằng cách dùng ngón tay nhấn dây xuống, tức thay đổi độ dài dây - hoặc lên dây đàn, tức thay đổi độ căng dây. Ngoài ra, còn có một cách nữa để thay đổi cao độ ghita là thay đổi đường kính dây (các dây âm cao luôn mảnh hơn dây trầm nhiều)
Với việc dùng một loại laser lượng tử xếp tầng gọi là ‘wire laser’, nhóm nghiên cứu của Giáo sư Hu đã chứng minh được rằng độ dài bước sóng của ánh sáng có thể được thay đổi bằng cách biến dạng transverse mode bằng vật liệu khối như kim loại (kim loại thu ngắn bước sóng) hay silicon (kéo dài bước sóng).Bước tiếp theo của phương pháp này là thiết kế một thiết bị biến tần có thể điều khiển các khối kim loại và silicon để cung cấp được một dải liên tục tần số terahertz.
Nguồn: Gizmag
