ИСТОЧНИК ТЕРАГЕРЦОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ ТЕРАГЕРЦОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

1. Источник терагерцового излучения, прежде всего для генерации узкополосного терагерцового излучения, перестраиваемого в пределах широкого диапазона частот, содержащий:
- импульсный фемтосекундный волоконный лазер (1),
- формирователь (2) импульсов,
- оптический усилитель (3) и
- нелинейный кристалл (4),
причем лазер (1), формирователь (2) импульсов, оптический усилитель (3) и нелинейный кристалл (4) выполнены и/или расположены таким образом, что сгенерированный лазером (1) лазерный импульс (I, II, III, IV) проходит сначала через формирователь (2) импульсов, затем через оптический усилитель (3) и затем через нелинейный кристалл (4).
2. Источник терагерцового излучения по п.1, отличающийся тем, что оптический усилитель (3) представляет собой волоконный усилитель.
3. Источник терагерцового излучения по п.1, отличающийся тем, что лазер (1) генерирует лазерные импульсы длительностью от ≥50 до ≤500 фс.
4. Источник терагерцового излучения по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что центральная длина волны лазера (1) находится в диапазоне от ≥1500 до ≤1600 нм.
5. Источник терагерцового излучения по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что формирователь (2) импульсов представляет собой формирователь импульсов на основе решетки, формирователь импульсов на основе призмы или интерферометр Маха-Цендера с интегрированными фильтрами Фабри-Перо.
6. Источник терагерцового излучения по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что интерферометр Маха-Цендера содержит:
- первый светоделитель для деления лазерного импульса на первый и второй лазерные импульсы,
- первый фильтр Фабри-Перо для выделения из первого лазерного импульса одной частоты,
- второй фильтр Фабри-Перо для выделения из второго лазерного импульса другой частоты и
- второй светоделитель для наложения друг на друга первого и второго лазерных импульсов.
7. Источник терагерцового излучения по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что первый и/или второй светоделитель представляет собой Y-образный волоконно-оптический разветвитель.
8. Источник терагерцового излучения по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что фильтры Фабри-Перо представляют собой микроэлектромеханические фильтры Фабри-Перо.
9. Источник терагерцового излучения по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что он генерирует терагерцовое излучение в полосе шириной от ≥1 ГГц до ≤1 ТГц, перестраиваемое в пределах диапазона частот от ≥0,3 ТГц до ≤20 ТГц.
10. Способ генерации терагерцового излучения, прежде всего узкополосного терагерцового излучения, перестраиваемого в пределах широкого диапазона частот, с помощью источника терагерцового излучения по одному из пп.1-9, включающий:
- генерацию лазерного импульса (I), осуществляемую лазером (1);
- преобразование сгенерированного лазерного импульса (I) в один лазерный импульс (II), в спектре которого имеется по меньшей мере два максимума на различных частотах, и/или по меньшей мере в два лазерных импульса (II) различной частоты, осуществляемое формирователем (2) импульсов;
- усиление лазерного импульса (II), в спектре которого имеется по меньшей мере два максимума на различных частотах, с получением усиленного лазерного импульса (III) и/или лазерных импульсов (II) различной частоты с получением усиленных лазерных импульсов (III), осуществляемое оптическим усилителем (3); и
THz
THz
- генерацию терагерцового излучения (IV), осуществляемую нелинейным кристаллом (4) путем генерации разностной частоты (f) между максимумами на различных частотах усиленного лазерного импульса (III) и/или путем генерации разностной частоты (f) между различными частотами усиленных лазерных импульсов (III).
THz
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что частоту терагерцового излучения (IV) перестраивают путем последовательной настройки формирователя (2) импульсов, в частности путем последовательной настройки разностной частоты (f).
12. Изображающая и/или спектроскопическая система, включающая в себя источник терагерцового излучения, выполненный по одному из пп.1-9, и приемник терагерцового излучения.
13. Способ обнаружения и/или исследования живых организмов, в частности людей и животных, предметов и материалов посредством системы по п.12, в которой источник терагерцового излучения излучает в узкой терагерцовой полосе, изменяемой в пределах широкого диапазона частот, причем прошедшее, отраженное и/или рассеянное излучение регистрируют приемником терагерцового излучения.
14. Применение источника терагерцового излучения по одному из пп.1-9, и/или системы по п.12 в области техники контроля/обеспечения безопасности, транспорта, производства, упаковки, биологии и/или медицины, прежде всего для обнаружения и/или исследования живых организмов, предметов и материалов, например при осуществлении мер контроля безопасности на границах, в зданиях с высокой проходимостью, в транспортных средствах и/или при проведении массовых мероприятий, для защиты от взлома зданий, помещений и средств передвижения, в медицинских целях и/или для неразрушающего контроля изделия.