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从非传统激光束到一种更强大的成像波

本文摘要:想象这样的场景:在一个公共场所找到了一个怀疑的包覆。警方从前了过来并清扫该区域。 不得不从远距离展开工作而无法附近里面,他们担忧最坏的情况,并要求爆炸这个包覆。 罗切斯特大学的新研究有可能有助当局在不过于很远的未来解决问题这种情况的时候需要获得更佳的信息,从而更加安全性地已完成任务。通过用于一种被称作太赫兹(THz)的需要对障碍物后面的物体展开检测和/或光学的类似类型电磁波,该团队指出,他们可以在远达100英尺的距离外检测到太赫兹波。

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想象这样的场景:在一个公共场所找到了一个怀疑的包覆。警方从前了过来并清扫该区域。

不得不从远距离展开工作而无法附近里面,他们担忧最坏的情况,并要求爆炸这个包覆。  罗切斯特大学的新研究有可能有助当局在不过于很远的未来解决问题这种情况的时候需要获得更佳的信息,从而更加安全性地已完成任务。通过用于一种被称作太赫兹(THz)的需要对障碍物后面的物体展开检测和/或光学的类似类型电磁波,该团队指出,他们可以在远达100英尺的距离外检测到太赫兹波。由这些研究人员建构的太赫兹波比传统手段所产生的太赫兹波很强五倍以上,这使得他们坚信,太赫兹波以及由此产生的隐蔽物体的图像未来可以在很远的距离被检测到。

  该研究项目由光学博士研究生KangLiu,光学研究所主任和M.ParkerGivens光学名誉教授Xi-ChengZhang,以及由TzortzakisStelios领导的希腊团队主持人展开。该研究结果已公开发表在《光学》杂志上。  在我们的项目中非常规激光束的用于远超过了科学的好奇心,Zhang说道。

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其使得从一个很远的距离远程检测化学,生物和爆炸性材料沦为有可能。  太赫兹波,在电磁波序上坐落于微波和红外波段之间,可以击穿某些对于红外线来说是不半透明的液体物体,并产生隐蔽在视野外的物体的图像。不像传统的X射线,这种波会毁坏人体的组织。

所有这一切,使太赫兹波沦为一种合适国土安全部和其他执法人员机构用于的很有前途的工具。但在太赫兹波可以被普遍用于之前,还必须解决一些障碍,还包括如何使它们在更大的距离上更为有效地。  现实的茶壶,机的茶壶,半剩的茶壶。  其中一个缺点是,这种波会被空气中的水分子吸取,在距离很远的时候不会被明显弱化,使它们一般来说显得违宪。

一个解决方案是在目标附近产生太赫兹波,使它们只必须穿越一个较短的距离。波的强度也某种程度最重要,正如Liu认为的,因为太赫兹波越强,它能做到的工作就越少。  他们的研究成果的关键是用于一个尤其的异乎寻常的激光光束被称作环形艾里光束来产生太赫兹波,其产生的太赫兹波的脉冲能量比用标准高斯光束产生的太赫兹波很强5.3倍。  普通光束在传播的过程中不会渐渐进行,但环形艾里光束的情况却不一样,其在传播过程中会从所有点向中心汇集。

  为了启动这个过程,Liu将激光束导向一个空间光调制器(SLM),构成环形艾里光束。就如名称右图的那样,该光束是一个空心的圆形光束。

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随着光束的传播,该光束向中心汇集而不是向外进行,从而产生一个反感唤起的自由电子区域称作等离子体。反过来,这些电子又产生太赫兹波,其需要击穿附近的目标并光线图像或获取隐蔽的物质的最重要化学信息。

  当目标是一个怀疑的发生爆炸装置时,在一个安全性的距离来已完成工作是十分最重要的,Liu说道。我们坚信,我们的方法可以通过获取一个远程产生太赫兹波的更加强劲和更加灵活性的方式来协助太赫兹从多达100英尺的距离外展开遥测。

  该调制器容许研究人员转变环形艾里光束的大小和微调产生的等离子体的尺寸。根据Liu的未来发展,下一步将是操控环形艾里光束以在更加近的距离产生更加强劲的太赫兹波。


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