Riken fizikçileri, Terahertz bölgesinde örnekleri incelemek için Terahertz bölgesinde dalgaları kullanan bir spektroskopi tekniğini geliştirmek için gereken tek şey olan tek şeydir. Bulgular dergide yayınlandı Uygulamalı Fizik Mektupları.
Küçük bölgelerden son derece hızlı bir şekilde spektrum elde edebilen teknikler geliştirmek, Riken İleri Fotonikler Merkezi’nden Norihiko Hayazawa’nın ait olduğu bir ekibin nihai hedefidir.
Yakın zamana kadar, bilim adamları nano ölçekli bölgelerden örnekler üzerinde spektrum almaya odaklanıyorlardı. Ama şimdi ortam ortamının neden olduğu dalgalanmaları en aza indirmek için spektrumları çok hızlı bir şekilde – milyarlarca saniye (nanosaniye) sırasına göre (nanosaniye) edinmeye odaklanıyorlar.
Bunu başarmak için Hayazawa, elektromanyetik spektrumda mikrodalgalar ve kızılötesi radyasyon arasında yatan elektromanyetik dalgaların kısa darbelerini kullanan Terahertz zaman alanı spektroskopisine döndü.
Terahertz zaman alanı spektroskopisindeki sinyal zayıf olduğundan, çoğu deney kurulumu kilitleme tespiti sinyaline harici modülasyon ekler. Bu, sinyalin gürültüden kolayca ayırt edilmesini sağlar.
Teknikte yeni olan Hayazawa, terahertz darbelerini oluşturmak için kullanılan çok kısa lazer darbelerinin treninin çok daha hızlı, içsel modülasyon sağlayabileceğinden bu harici modülasyonun gerekli olup olmadığını merak etti.
“Ben gerçekten terahertz spektroskopisi değilim” diyor. “Yeni başlayan olarak, naik olarak harici moderatörü neden kaldırmadığımızı merak ettim? Bu sistemi çok basitleştirecek, ayrıca spektrumları elde etmeyi çok daha hızlı hale getirecekti.”
Fikir işe yaradı – laboratuvarda bir hareket olmadığı için. Ancak ölçüm rahatsızlıklara son derece duyarlıydı, böylece operatörün en ufak hareketi bile sinyali bozacaktı.
“Pratik bir perspektiften işe yaramazdı,” diyor Hayazawa. “Sistemden çok uzakta kaldıysanız, iyi çalıştı. Ama sinyal ayağa kalkar veya hareket etmez çılgınca dalgalanırdı.”
Bu noktada, Hayazawa’ya kilitleme sinyalinin daha yüksek harmonikler demodülasyonlarına neler olduğunu kontrol edebileceği meydana geldi. Terahertz darbeleri mükemmel pürüzsüz sinüzoidal darbeler olmadığından, daha yüksek frekanslarda sinyaller oluşturdular.
Hayazawa daha yüksek harmonikleri kontrol ettiğinde, harekete neredeyse duyarsız olduklarını buldu.
Hayazawa, “Yüksek harmoniklerin farklı davranabileceği bu belirsiz önsezim vardı.” “Ama verileri kontrol ettiğimizde ve çok kararlı olduklarını görünce hala şaşırdım.”
Yeni şema geleneksel olana göre birçok avantaj sunuyor. “Çok hızlı ve istikrarlı” diyor. “Ve artık harici bir modülatöre ihtiyacımız olmadığı için sistem çok daha basit.”
Hayazawa, faydaları hakkındaki haberleri araştırma topluluğuna yaymak istiyor. Bir kilitleme üreticisi, buna dayalı enstrümanların geliştirilmesine ilgi duyduğunu ifade etmiştir.
