طیف تراهرتز چیست؟
موج «تراهرتز» (Terahertz) یا به اختصار THz به طور کلی به عنوان ناحیه طیف الکترومغناطیسی در محدوده 100 گیگاهرتز (3 میلی متر) تا 10 تراهرتز (30 میکرومتر) تعریف می شود که بین فرکانس های میلی متر و مادون قرمز است.
باند THz با نام های مختلفی از جمله موج زیرمیلی متر (Sub-millimeter)، «مادون قرمز دور» (Far Infrared) و «میلی متر نزدیک» (Near-millimeters) نیز خوانده می شود.
در یک تراهرتز سیگنال تابشی دارای مشخصات زیر است:
علاوه بر این، دمای آن برابر با hf/kB = 48 K است که در آن، h ثابت پلانک (34-10 × 6٫62607004 ژول در ثانیه)، f فرکانس برحسب هرتز و kB ثابت بولتزمن (23-10 × 1٫380649 ژول بر کلوین) است.
باند THz در طیف الکترومغناطیسی در شکل 1 نشان داده شده است.
شکل 1: نمودار شماتیک نشان دهنده موقعیت باند تراهرتز در طیف الکترومغناطیسی
این بخش از طیف الکترومغناطیسی در مقایسه با ناحیه های همسایه (باند مایکروویو و نوری) کمتر مورد بررسی قرار گرفته است.
به همین دلیل است که اصطلاح «شکاف تراهرتز» (THz Gap) برای توضیح مراحل رشد این باند در مقایسه با نواحی طیفی همسایه آن که به خوبی توسعه یافته اند، استفاده می شود.
این امر موجب شده محققان در زمینه های مختلف (مانند فیزیک، علوم مواد، الکترونیک، اپتیک و شیمی) جنبه های مختلف کشف نشده یا کمتر کاوش شده امواج تراهرتز را بررسی کنند.
ویژگی های امواج تراهرتز:
گرچه گرایش به ناحیه THz به دهه 1920 برمی گردد، اما مطالعات گسترده فقط در سه دهه گذشته درباره این ناحیه انجام شده است.
انگیزه اصلی برای این کار، ویژگی های استثنایی این موج و کاربردهای گسترده در محدوده فرکانس THz است.
امواج تراهرتز دارای ویژگی های میانی دو باندی هستند که در بین آن ها قرار گرفته اند.
این خصوصیات را می توان به صورت زیر خلاصه کرد: