Sandia wynalazło urządzenia prześwietlające nowej generacji

Sandia wynalazło urządzenia prześwietlające nowej generacji

Naukowcy z Sandia National Laboratories wynaleźli nową generację urządzeń prześwietlających, które zidentyfikują niebezpieczne i toksyczne materiały nawet jeśli te będą szczelnie zapakowane. Laboratorium Sandia to część National Nuclear Security Administration (NNSA).

„Wynaleziona technologia może być użyta do skanowania przedmiotów, takich jak zamaskowana broń, materiały wybuchowe, czy broń masowego rażenia,” - mówi Mike Wanke, główny wynalazca. „W dodatku, wierzymy, że znajdzie ona zastosowanie w zaawansowanych systemach komunikacyjnych i radarach wysokiej rozdzielczości. Jednakże, obecnie infrastruktura konieczna do uruchomienia technologii terahercowej w terenie jest nieosiągalna. Przed nami jest stworzenie takiej koniecznej infrastruktury i wynalezienie niezbędnych technologii.”

Wanke mówi, że przez ostatnie trzy lata, „sytuacja technologii terahercowej zaczęła się gwałtownie zmieniać prowadząc do wynalezienia terahercowego kwantowego lasera kaskadowego.”

Te mikroskopijne lasery są półprzewodnikowymi źródłami terahercowego promieniowania o mocy wyjściowej 100mW. Dotąd taką moc można było uzyskać z molekularnych laserów gazowych zajmujących metry sześcienne i ważących ponad sto kilogramów.

Systemy kwantowych laserów kaskadowych mogą mieć rozmiary mniejsze niż piłka baseballowa i mogą być zasilane z 9-woltowych baterii.

Zespół obecnie kończy pracę nad odpowiednim odbiornikiem, który pozwoli uruchomić cały system i zbudować pierwszy kompletny prototyp zdolny wykrywać materiały i chemikalia odczytując ich charakterystyczne spektralne cząsteczkowe „oznaczenia”.

„Większość materiałów i chemikaliów ma swoje unikalne terahercowe spektralne oznaczenia,” - mówi Wanke.

„Naukowcy zajmujący się atmosferą i radioastronomią spędzili lata określając spektralne oznaczenia terahercowe identyfikując w ten sposób chemikalia w mgławicach i atmosferze,” - mówi Greg Hebner. „Pomimo, że współczesne urządzenia są wielkości pralki, już znajdują się w kilku laboratoriach, a jedno nawet w satelicie. Aby zaspokoić potrzeby zastosowań związanych z bezpieczeństwem narodowym, pracujemy nad zmniejszeniem rozmiarów, wagi i wymaganego zasilania, a także nieustannie poszerzamy spektralne bazy danych.”

Wanke wierzy, iż system terahercowy mógłby być również używany do monitorowania toksycznych materiałów w powietrzu przy wykorzystaniu technik próbkowania powietrza w Sandia i innych miejscach. Światło z kwantowego lasera kaskadowego mogłoby służyć do bezpośredniej identyfikacji oparów. Technologia ta mogłaby być stosowana w połączeniu z istniejącymi systemami spektrometrycznymi w celu zmniejszenia niepewności identyfikacji.

„Jesteśmy optymistami jeśli idzie o prace z terahercowym spektrum elektromagnetycznym,” - mówi Wanke. „Jest to dziewiczy obszar i wiele dobrego może z tych badań wyniknąć dla nauki w przyszłości”.

(lk)