terahertzkälla

En terahertzkälla, eller terahertzkälla på svenska, är en enhet som producerar elektromagnetisk strålning i terahertzområdet, cirka 0,1 till 10 terahertz. Detta ligger mellan mikrovågor och infraröd strålning och används i allt från spektroskopi till bildteknik. Terahertzstrålningen kännetecknas av hög frekvens och att den kan ge information om mikroskopiska och kemiska strukturer utan att så mycket energi absorberas av vatten, vilket gör området särskilt intressant för analys av mjukvara och biologiskt material.

Källor till terahertzstrålning delas ofta in i två huvudkategorier: elektroniska och fotoniska. Elektroniska källor bygger på rörelsea, fas- eller spektralmodulation av elektroner i högfrekventa kretsar eller strukturer. Exempel är transit-tid-dioder och multiplikatorer som genererar frekvenser genom nonlinearitet i elektroniska kretsar, samt ännu högre effekter som bakåtriktade våg-oscillatorer och gyrotroner som ger hög effekt, men ofta kräver större, mer komplexa system.

Fotoniska källor använder pumpning av halvledare eller optisk mixing för att producera THz-strålning. Vanliga exempel är fotomixers där två närfiktande laserljus blandas för att skapa en terahertz-frekvens, fotoconductive antennas som avger THz-signal vid impulsbelyst tillstånd, och kvantkaskad-laser som producerar THz-utsläpp i particulariserade temperatur- och biasförhållanden.

Nyckelaspekter för terahertzkällor är våglängd- och frekvensområde, effekt och effektivitet, köldkrav (många THz-källor kräver låga temperaturer), samt mycket god emissions- och strålningskvalitet. Vanliga tillämpningar inkluderar spektroskopi och kemisk analys, säkerhet och översiktsbildning, materialvetenskap och biomedicin. Utmaningar inkluderar lågt utsignal, begränsad effekt och kostnads- samt teknikinveckling för robusthet i fältapplikationer.