導入
テラヘルツ周波数帯域とは、およそ 100 GHz から 30 THz の間に広がる電磁波を指します。これは、マイクロ波の無線周波数と赤外線の光周波数の中間に位置します。これまで、線源や検出器がなかったため、ほとんど研究されていませんでしたが、この分野は現在急成長しています。
意味
「テラヘルツ」周波数範囲 (THz、1 THz = 10 12 Hz) は、約 100 GHz から 30 THz まで、またはおよそ 0.01 mm から 3 mm の間の波長に及びます。これは歴史的には遠赤外線という用語で知られていますが、現在ではT 線という名前でも見られます。それは、赤外線 (光学領域) とマイクロ波 (放射電気領域) の間の 電磁スペクトルに位置します。
100 GHz 未満の帯域は一般に無線として定義され、30 THz を超える周波数は一般に赤外線として定義されますが、これらの境界は標準化されていません。これは言語またはテクノロジーの変化にすぎず、自然界の変化ではないためです。
アプリケーション
テラヘルツは、赤外線と同じように、電波天文学、惑星放射測定、気象観測などで使用されます。
この分野での潜在的な用途は数多くあり、初期テストは成功裏に実施されました。
実際、低エネルギーで非イオン化という特徴により、この放射線の特定の分光学的特性に基づいて、特に医療および安全保障の分野で使用できる多くの可能性が開かれます。
テラヘルツ領域は、高速通信、無線ネットワーク、レーダー、環境モニタリング、生物医学検査、材料やデバイスの特性評価、ガスや汚染物質の検出、テロとの戦い、天体観測などの分野で他の潜在的な用途も見出されています。
最近、テラヘルツ波は空港（モスクワのドモジェドヴォ国際空港、または米国の多くの空港など）でのセキュリティに使用されています。乗客はシリンダーに入り、可動部分がそのような波で乗客を「スキャン」します。これらの波は衣服（衣服には水も金属も含まれていないため、この放射線に対して透明です）によって遮られないため、乗客は本当に服を着ていないように見えます。古典的なガントリーと比較した利点は、チェックがはるかに迅速であることです (靴を脱いだり、触診を行ったりする必要がなくなりました)。潜在的な欠陥は、今日何らかの議論を引き起こさないわけではありませんが、乗客のプライバシーが侵害されることです。
プロパティ
テラヘルツ放射線は強い透過力を持っています。これらにより、多くの非導電性素材 (皮膚、衣類、紙、木、ボール紙、プラスチックなど) を透視できるようになる可能性があります。それらは低エネルギーで非電離性であるため (1 THz は 4.1 meV の光子エネルギーに相当し、室温での熱活性化エネルギーよりも大幅に小さい)、アプリオリにあまり有害ではありません。
テラヘルツ周波数における水の強い吸収は、生体サンプルとテラヘルツ波との間の強い相互作用を示しています。実際、これらの波は極性の水分子を振動/回転させ、水やタンパク質などの低エネルギー分子間結合 (水素結合など) を励起します。水和の研究など、生物学分野におけるTHz 分光法の数多くの応用例タンパク質の立体構造、DNAハイブリダイゼーション、特定の癌細胞（異常に水分が豊富）の検出…