Прорыв в спектроскопии. Терагерцовые фильтры от НГУ и СО РАН

Исследователи Новосибирского государственного университета (НГУ) и Института автоматики и электрометрии СО РАН разработали узкополосные фильтры для импульсной терагерцовой спектроскопии, что значительно сокращает время измерений и затраты ресурсов. Новый метод позволяет исследовать объекты не по всему терагерцовому диапазону, а лишь на его выбранных частотах, без потери точности.

Импульсная терагерцовая спектроскопия — это инновационный подход, использующий сверхкороткие лазерные импульсы для изучения переходных процессов в электромагнитном спектре. До недавнего времени терагерцовый диапазон оставался практически недоступным для исследователей, поскольку требовал специализированного оборудования, способного объединить свойства радиофизики и фотоники. Новое открытие ученых позволяет работать с определенными частотами, экономя ресурсы и достигая высокой точности.

"Мы стали первыми в мире, кому удалось доказать, что метод субдискретизации работает в данном диапазоне и его целесообразно применять. Полоса пропускания фильтра составляет всего лишь 4%, а частота выбрана для детектирования узкой линии поглощения газа СО,"

– Алина Рыбак, младший научный сотрудник лаборатории терагерцовой фотоники ИАиЭ СО РАН

Учёные использовали методы фильтрации и субдискретизации для создания квазиоптических фильтров, построенных на основе интерференционных метаповерхностей, которые выделяют определённые частоты в терагерцовом диапазоне. Эти фильтры, созданные с помощью частотно-избирательных поверхностей из алюминия на полипропиленовой пленке, позволяют точно измерять узкие линии поглощения, такие как линии угарного газа, благодаря исключительной полосе пропускания. Подобные характеристики достигаются за счёт конструкции на основе эталона Фабри-Перо и расчёта оптимальных геометрических параметров структуры фильтра.

Узкополосные фильтры найдут применение в исследованиях полупроводников и кристаллов для разработки инновационных устройств и материалов, включая метаматериалы для телекоммуникаций будущего стандарта 6G. Кроме того, возможны перспективы их использования в изучении биологических образцов, что расширит их ценность для высокоточных медицинских и биофизических исследований.

Источник: НГУ