太赫兹频率的光击中“三明治”，并以额外的能量反射。图片来源:拉夫堡大学
英国拉夫堡大学(Loughborough University)的研究人员进行了研究开发了一个系统探测和放大难以捉摸的太赫兹波，这将开辟一个技术可能性的新领域。首先受益的可能是医学和通讯领域的应用，科学家们表示，建立一种安全、无损的x射线替代方法将是首个重大技术进步。
太赫兹波的潜力
太赫兹波(THz)为科学家和工程师提供了一个充满可能性的世界。在光谱线上，它们的波长介于微波和红外之间。虽然微波和红外光已经在许多应用中得到了控制，在过去的几十年里，我们看到了许多利用它们的技术，但由于太赫兹波的能量较低，科学家们获得利用太赫兹波的好处的能力受到了限制。太赫兹波的波长仅为3毫米到30 μm，现有的该波长源无法产生足够强的波长。这个问题在科学领域被称为“太赫兹间隙”。
为了克服“太赫兹差距”，拉夫堡大学的科学家们开始设计一个系统，该系统具有探测和放大这些难以捉摸的波的能力，以便将它们用于创新的新技术的创造。
放大太赫兹波
为了实现这种放大，科学家团队创造了一种新的光学晶体管，作为太赫兹放大器。他们的创新使用了石墨烯，这是一种超级材料，因其强大而又薄又韧的特性，已经在科学界引起了轰动。
该团队使用这种碳同素异体和高温半导体来开发太赫兹放大器。两层透明的石墨烯被放置在两侧，一层超导体可以捕获石墨烯中的无质量电子，一旦接触到太赫兹波，这些电子就会附着在太赫兹波上，产生放大太赫兹波的效果。
该过程看到像镜子一样反射的THz波。重要的是系统允许更多的光被反射比引进这个设备的时间还要长。该过程使用电池或光线向设备表面提供外部能量，通过接触，石墨烯将太赫兹光子转换为无质量电子，这些电子被反射回为通电的太赫兹光子。在这个过程中，太赫兹光子从石墨烯中获取能量，以放大它们的信号。
一种将进一步提高技术和科学能力的设备
该团队计划继续推进他们的设备的能力，并将在不久的将来测试原型。该团队已经报告说，他们已经有了一种放大器装置，将在一年内投入商业使用。
在这种新设备的帮助下，许多技术和科学进步有望发生。拉夫堡大学的研究小组认为，这将证明是进一步发展我们的知识关于人类的大脑和自然。这是因为太赫兹波在自然界中大量存在，生物有机体发射和吸收这种波长。太赫兹波是人类尚未采用的唯一波长。多年来，依赖红外、可见光、x -rat、微波和所有其他带宽的设备在科学和公共领域已经司空见惯。
太赫兹波的特性使其适合于生物、化学、诊断、环境控制、成像、光谱学、断层摄影等科学领域的发展。由英国研究人员建立的这个装置将允许多个学科的科学家首次利用和开发这种波长，为许多迄今为止不可能的创造打开了可能性之门。
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