קרינת טרה-הרץ

קרינת טרה-הרץ (ידועה גם כקרינה תת-מילימטרית, גלי טרה-הרץ, תדר גבוה במיוחד (THF), קרני T, גלי T ,T-light T-lux או THz) היא קרינה המורכבת מגלים אלקטרומגנטיים בתוך הרצועה המיועדת ל-ITU של תדרים מ-0.3 עד 3 טרה-הרץ (THz), אף על פי שהגבול העליון שרירותי במקצת, ונחשב על ידי מקורות מסוימים כ-30 THz. טרה-הרץ אחד הוא 1012 הרץ, או 1,000 גיגה-הרץ. אורכי גל של קרינה ברצועת טרה-הרץ נעים בהתאם בין 1 מ"מ ל-0.1 מ"מ = 100 מיקרומטר. מכיוון שקרינת הטרה-הרץ מתחילה באורך גל של כמילימטר אחד ומתקדמת לאורכי גל קצרים יותר, היא ידועה לפעמים כפס התת-מילימטר, והקרינה שלה כגלים תת-מילימטרים, במיוחד באסטרונומיה. פס זה של קרינה אלקטרומגנטית נמצא באזור המעבר בין מיקרוגל לאינפרא אדום רחוק, וניתן להתייחס אליו כאחד מהם. בהשוואה לתדרי רדיו נמוכים יותר, קרינת טרה-הרץ נספגת בחוזקה בגזי האטמוספירה, ובאוויר רוב האנרגיה נחלשת תוך מטרים ספורים. קרינת טרה-הרץ יכולה לחדור לשכבות דקות של חומרים, אבל היא נחסמת על ידי חפצים עבים יותר. קרני THz המשודרות דרך חומרים יכולות לשמש לאפיון חומרים, בדיקת שכבות, מדידת הקלה, וכחלופה באנרגיה נמוכה יותר לקרני רנטגן להפקת תמונות ברזולוציה גבוהה של פנים של עצמים מוצקים. קרינת טרה-הרץ תופסת נקודת ביניים שבה טווחי גלי המיקרו וגלי האור האינפרא-אדום חופפים, נקודה זו מכונה "פער הטרה-הרץ"; מכיוון שהטכנולוגיה ליצירתה ולמניפולציה שלה עדיין בחיתוליה. היצירה והאפנון של גלים אלקטרומגנטיים בטווח תדרים זה מפסיקים להיות אפשריים על ידי המכשירים האלקטרוניים הקונבנציונליים המשמשים לייצור גלי רדיו ומיקרוגל, המצריכים פיתוח של מכשירים וטכניקות חדשות. קרינת טרה-הרץ ממוקמת בין קרינת אינפרא אדום לקרינת מיקרוגל בספקטרום האלקטרומגנטי, והיא חולקת כמה מאפיינים עם כל אחד מהם. קרינת טרה-הרץ נעה בקו הראייה ואינה מייננת. כמו גלי מיקרו, קרינת טרה-הרץ יכולה לחדור למגוון רחב של חומרים לא מוליכים; ביגוד, נייר, קרטון, עץ, פלסטיק וקרמיקה. עומק החדירה בדרך כלל קטן מזה של קרינת מיקרוגל. כמו אינפרא אדום, לקרינת טרה-הרץ מוגבלת חדירת ערפל ועננים, והיא אינה יכולה לחדור למים נוזליים או למתכת. קרינת טרה-הרץ יכולה לחדור למרחק מסוים דרך רקמת הגוף כמו קרני רנטגן, אך בניגוד אליהם היא בלתי מייננת, ולכן ישנה התעניינות להשתמש בה כתחליף לקרני רנטגן רפואיות. בשל אורך הגל הארוך שלהן, לתמונות שנעשו באמצעות גלי טרה-הרץ יש רזולוציה נמוכה יותר מקרני רנטגן וצריכות להיות משופרות. האטמוספירה של כדור הארץ היא קולט חזק של קרינת טרה-הרץ, ולכן טווח קרינת הטרה-הרץ באוויר מוגבל לעשרות מטרים, מה שהופך אותו לא מתאים לתקשורת למרחקים ארוכים. עם זאת, במרחקים של ~10 מטרים, הרצועה עדיין עשויה לאפשר יישומים שימושיים רבים בהדמיה ובנייה של מערכות רשת אלחוטיות ברוחב פס גבוה, במיוחד מערכות פנימיות. בנוסף, הפקה ואיתור קרינת טרה-הרץ קוהרנטית נותרה מאתגרת מבחינה טכנית, אם כי קיימים כיום מקורות מסחריים זולים בטווח 0.3-1.0 THz (החלק התחתון של הספקטרום), כולל ג'ירוטרונים, מתנדים של גל לאחור (אנ') ודיודות מנהור תהודה (אנ'). בשל האנרגיה הקטנה של פוטונים THz, התקני THz דורשים טמפרטורה נמוכה במהלך הפעולה כדי לדכא רעש סביבתי. לכן הושקעו מאמצים גדולים במחקר THz כדי לשפר את טמפרטורת הפעולה, תוך שימוש באסטרטגיות שונות כגון מטא-מכשירי אופטו-מכניים. מדיה וקבצים בנושא קרינת טרה-הרץ בוויקישיתוף "JLab generates high-power terahertz light". CERN Courier. 1 בינואר 2003. {{cite news}}: (עזרה) Liu, Jiawen; Chomet, Baptiste; Beoletto, Paolo; Gacemi, Djamal; Pantzas, Konstantinos; Beaudoin, Grégoire; Sagnes, Isabelle; Vasanelli, Angela; Sirtori, Carlo; Todorov, Yanko (18 במאי 2022). "Ultrafast Detection of TeraHertz Radiation with Miniaturized Optomechanical Resonator Driven by Dielectric Driving Force". ACS Photonics. 9 (5): 1541–1546. doi:10.1021/acsphotonics.2c00227. S2CID 247959476. {{cite journal}}: (עזרה) Liu, Jiawen; Gacemi, Djamal; Pantzas, Konstantinos; Beaudoin, Grégoire; Sagnes, Isabelle; Vasanelli, Angela; Sirtori, Carlo; Todorov, Yanko (בפברואר 2023). "Nonlinear Oscillation States of Optomechanical Resonator for Reconfigurable Light-Compatible Logic Functions". Advanced Optical Materials. 11 (4): 2202133. doi:10.1002/adom.202202133. S2CID 254776067. {{cite journal}}: (עזרה)