Robot reads closed book

மின்காந்த அலையில் புதிய வரவான டெராஹெர்ட்ஸ் (Terahertz) கதிர்கள் மூடிய புத்தகத்தை படிக்க உதவுகிறது

எந்திரன் படத்தில் ரோபோ மூடிய புத்தகத்தை படிக்கும் காட்சி அமைப்பு, ரோபோ எதுவும் செய்யும் என்ற சிந்தனையின் அடிப்படையில் உருவான அதீத கற்பனை என்று நினைத்தேன். ஆனால் தற்போது இது சாத்தியமாகி உள்ளது. மூடிய புத்தகத்தை படிக்கும் தொழில் நுட்பத்தில் நாங்கள் பங்கு பெற்ற டெராஹெர்ட்ஸ் (THz) ஆராய்ச்சியும் தொடர்பு கொள்கிறது எனும் போது பெருமிதமாக உள்ளது.

      

மின்காந்த நிறமாலையில் ஏழு வகையான வெவ்வேறு ஆற்றல் கொண்ட மின்காந்த கதிர்கள் (அ) அலைகள் இருக்கும் என்பது அனைவருக்கும் தெரிந்தது. தற்போது புதிய வரவாக அகச்சிவப்பு (infrared) மற்றும் நுண்ணலைக்கு (microwave) இடைப்பட்ட பகுதியில் ஒரு நொடிக்கு ட்ரில்லியன் அதிர்வெண் (10^12 Hz) கொண்ட டெராஹெர்ட்ஸ்  மின்காந்த அலைகள் கண்டறியப்பட்டுள்ளது. இவ்வலைகள் கண்ணுறு ஒளியை போன்று அல்லாது அட்டை, காகிதம், பிளாஸ்டிக், குறைக்கடத்தி மற்றும் பீங்கான் பொருட்களில் கூட ஊடுருவும் திறன் கொண்டது. நீர் மூலக்கூறுகளுக்கு இவ்வலைகள் மிகவும் பிடித்தமானது. இதன் அயனியாக்கும் திறன் X –கதிர்களை விட மிக குறைவு (1THz=4meV) என்பதால் வளர்ந்த நாடுகளின் விமான நிலையங்களில் பயணிகளை ஸ்கேன் செய்வதற்கு X –கதிர்களுக்கு பதிலாக டெராஹெர்ட்ஸ் கதிர்கள் பயன்படுத்தப்படுகிறது. X-கதிர்களின் ஆற்றல் அதிகம் என்பதால் அளவிற்கு அதிகமாக உடலில் படும் போது செல்களில் பிறழ்வுகளை ஏற்படுத்தும்.        

சமீபத்தில் (2016) அமெரிக்காவின் எம்ஐடி - மாசசூசெட்ஸ் தொழில்நுட்ப ஆராய்ச்சியாளர்கள் டெராஹெர்ட்ஸ் கதிர்களைக் கொண்டு மூடிய புத்தகத்தை திறக்காமல் முதல் 9 பக்கங்களை படிக்கும் இமேஜிங் தொழிநுட்பத்தை உருவாக்கி உள்ளார்கள். டெராஹெர்ட்ஸ் கதிர்களை கொண்டு மை மற்றும் காகித மூலக்கூறுகளை மிக துல்லியமாகவும், காகித பக்கங்களுக்கு இடைப்பட்ட தூரத்தை, அனுப்பிய ஒளி காகிதங்களில் பட்டுத் திரும்ப எடுத்துக் கொள்ளும் கால அளவீட்டின் மூலமும் கண்டறிந்து இதனை செயல்படுத்தி உள்ளார்கள்.

மின்காந்த அலைகளை ஹெர்ட்ஸ் முதன் முதலில் 1888 களிலே கண்டறிந்தாலும் டெராஹெர்ட்ஸ் கதிர்களை உருவாக்கும் பெம்டோ செகண்ட் லேசர்ஸ் மற்றும் கண்டறியும் கருவிகள் தற்போது தான் பயன்பாட்டிற்கு வந்துள்ளது. இதனால் தான் டெராஹெர்ட்ஸ் கதிர்களைக் கண்டறிய இவ்வளவு காலங்கள் ஆகிவிட்டது. எங்களது படிக உப்பு (2,6 டை அமினோ ஃபிரிடின் மற்றும் 3-அமினோ ஃபினால் கொண்டு உருவாக்கிய ஆர்கானிக் படிகம்) டெராஹெர்ட்ஸ் கதிர்களை உருவாக்குமா எனக் கண்டறிய படிகம் தைவான் மற்றும் ஜப்பான் வரை சென்று வந்தது.  

முதலில், இப்படிகம் டெராஹெர்ட்ஸ் கதிர்களை உருவாக்கும் என்பதனை LCR மற்றும் மின்னெதிர்ப்பு பகுப்பாய்வு (impedance analyzer) கொண்டு செய்யப்படும் படிகத்தின் கடத்தும் தன்மை சோதனையின் போது உறுதிப்படுத்தினோம். இப்படிகம் ஒரு தனித்தன்மை வாய்ந்தது. இப்படிகத்தில் மின்புலம் கொடுக்கும் போது படிகத்தில் ஒரு நீட்சியோ (அ) இறுக்கமோ ஏற்படுகிறது (inverse piezoelectric effect). இத்திரிபு படிகத்தின் ஒளிவிலகல் தன்மையை (refractive index) பாதிக்கிறது. படிகத்தின் டைஎலெட்ரிக் பகுப்பாய்வின் போது கொடுக்கப்படும் மின்புலம் மற்றும் திரிபுனால் ஏற்படும் இயந்திர அலை (standing wave) ஒருவகையான ஒத்ததிர்வை குறைந்த அதிர்வெண் பகுதியில் (1-9kHz)  ஏற்படுத்துகிறது. இது டெராஹெர்ட்ஸ் கதிர்களை உருவாக்க தேவைப்படும் மின்புல ஆற்றலை வெகுவாக குறைக்கிறது. இப்படிகம் 0.5-2.7 THz ஆற்றல் பட்டை அகலம் கொண்ட, ZnTe க்கு இணையாக டெராஹெர்ட்ஸ் கதிர்களை உமிழும் திறன் கொண்டது எனக் கண்டறிந்தோம்.        

Dielectric Studies

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921452612000890?via%3Dihub

Terahertz measurements

https://www.osapublishing.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-24-5-5039

Terahertz News

https://www.sciencedaily.com/releases/2016/09/160909094844.htm