¿Cómo se generan las ondas terahercios y cómo son útiles?

Answer 1

Fuentes

El régimen de terahercios cae en una región del espectro electromagnético (EM) que es difícil de generar: la frecuencia es más alta que la que suelen operar los dispositivos electrónicos, pero significativamente más baja de lo que se puede lograr con la mayoría de las fuentes infrarrojas y ópticas. Existen algunas fuentes electrónicas que utilizan dispositivos electrónicos especiales de alta velocidad, por ejemplo, diodos de túnel resonantes (RTD) [1] o uniones de túnel superconductoras (uniones de Josephson) [2], para construir osciladores que irradian radiación EM de terahercios. Una fuente óptica que tiene éxito generando radiación de terahercios es el láser de cascada cuántica [3]. También hay una serie de fuentes de terahercios que funcionan mezclando la radiación óptica mediante efectos ópticos no lineales (p. Ej., Rectificación óptica) o generación de frecuencia de latido (como es el caso del fotodiodo portador unidireccional, o UTC-PD, que genera radiación terahercio impulsado por la frecuencia de latido de dos diodos láser de diferentes longitudes de onda) [4].

Aplicaciones

La radiación de Terahercios es un tema de gran interés para la imagen y la detección. Esto se debe a que la mayoría de los materiales son al menos algo transparentes a la radiación de terahercios, y muchas sustancias químicas (como explosivos y narcóticos) tienen espectros de absorción distintivos en el régimen de terahercios. Esta es la razón por la cual los escáneres de terahercios ya están desplegados en los aeropuertos para la detección de seguridad de todo el cuerpo, a pesar de un estudio reciente que muestra que “la exposición a la radiación de terahercios puede afectar significativamente la dinámica natural del ADN y, por lo tanto, influir en los complejos procesos moleculares involucrados en la expresión génica y la replicación del ADN. ” [5]

Referencias

[1] N. Orihashi, Oscilación armónica de un THz de diodos de túnel resonantes, Appl. Phys. Letón. 87 , 233501 (2005): http://dx.doi.org/10.1063/1.2139850

[2] Ozyuzer et al., Emisión de radiación coherente de THz de superconductores, Science 318 (5854): 1291-1293 (2007): http://dx.doi.org/10.1126/scienc…

[3] B. Williams et al., Terahertz Quantum Cascade Lasers, en CLEO 2007 , documento CWG1: http://www.opticsinfobase.org/ab…

[4] Masayoshi Tonouchi, tecnología de vanguardia terahercios, Nature Photonics 1 , 97-105 (2007): http://dx.doi.org/10.1038/nphoto…

[5] BS Alexandrov et al., Dinámica de respiración del ADN en presencia de un campo de terahercios, Physics Letters A 374 (10), 1214-1217 (2010): http://dx.doi.org/10.1016/j.phys …

Answer 2

Las ondas Terahercios podrían producirse de la misma manera que las ondas gigahercios y las ondas megahercios; en un oscilador electrónico [1]. (Utilizando transistores muy muy rápidos [2]).

En cuanto a las aplicaciones, aquí hay una fácil de entender.

Wi-Fi puede transmitir más datos que la radio tradicional. Esto se debe a que la radio funciona en frecuencias de KHz y Wi-Fi funciona en frecuencias de GHz.

Cualquier tecnología que pueda operar en THz sería capaz de transmitir cantidades de datos mucho mayores que el Wi-Fi.

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Algunos datos sobre atenuación atmosférica de 0.01-0.4 THz. [3]

[1] Seo, Munkyo, Miguel Urteaga, Adam Young y Mark Rodwell. “Un divisor de frecuencia dinámica 2: 1 de 305–330 + GHz con HBT InP”. IEEE MICROONDAS Y COMPONENTES INALÁMBRICOS LETRAS 20 (2010): http://www.ece.ucsb.edu/Faculty/…

[2] Jain, Vibhor et al., “InGaAs / InP DHBTs en un proceso de emisor de metal refractario grabado en seco que demuestra fτ / fmax simultáneo ∼ 430/800 GHz”. IEEE ELECTRON DISPOSITIVO LETRAS 32 (2011): http://www.ece.ucsb.edu/Faculty/ …

[3] http://ops.fhwa.dot.gov/publicat …