شکاف تراهرتز

شکاف تراهرتز (به انگلیسی: terahertz gap)، یک اصطلاح مهندسی است که برای یک گروه از فرکانس‌ها در محدوده تراهرتز از طیف امواج الکترومغناطیسی بین امواج رادیویی و امواج مادون قرمز گفته می‌شود که تکنولوژی برای تولید و دریافت کاربردی امواج در این محدوده وجود ندارد. این فاصله بین فرکانس ۰٫۱ تا 10 THz (طول موج از ۳ میلی‌متر تا ۳۰ میکرومتر) تعریف می‌شود. در حال حاضر تولید توان مفید و کاربردی در این محدوده فرکانسی ناکارآمد و غیر عملی است. تولید انبوه قطعاتی که در این محدوده فرکانسی و دمای اتاق کار کنند غیر عملی است بنابراین یک شکاف مابین تکنولوژی‌های پیشرفته در طیف مایکروویو و فناوری‌های نوین نوری در طیف امواج مادون قرمز به وجود آمده‌است. تحقیقاتی برای حل این مسئله در دهه‌های اخیر انجام شده‌است.^[1]^[2]^[3]^[4]^[5]

تحقیقات

بررسی و تحقیقات در حال انجام منجر به تولید منابع و آشکارسازها در این محدوده شده و تحقیق در این حوزه را تشدید کرده‌است. با این وجود اشکالاتی از قبیل اندازه قابل توجه منابع تولیدکننده این امواج، محدوده فرکانسی ناسازگار و درجه حرارت نامناسب نقطه کار آن‌ها و همچنین نیاز به تولید ادوات و قطعاتی که ویژگی‌هایی مابین الکترونیک حالت جامد و تکنولوژی فوتونیک قرار دارد، مانع پیشرفت این تکنولوژی می‌شوند.^[6]^[7]^[8]

لیزرهای الکترون آزاد می‌توانند در محدوده وسیعی از طیف الکترومغناطیسی از امواج مایکروویو تا اشعه ایکس را تولید کنند اما بسیار حجیم و گران هستند و در مواردی که نیاز به زمان‌سنجی بسیار دقیق است مانند مخابرات بی‌سیم، مناسب نیست.

منابع

[1]
Gharavi, Sam; Heydari, Babak (2011-09-25). Ultra High-Speed CMOS Circuits: Beyond 100 GHz (1st ed.). New York: Springer Science+Business Media. pp. 1–5 (Introduction) and 100. doi:10.1007/978-1-4614-0305-0. ISBN 978-1-4614-0305-0.
[2]
Sirtori, Carlo (2002). "Applied physics: Bridge for the terahertz gap" (Free PDF download). Nature. 417 (6885): 132–3. Bibcode:2002Natur.417..132S. doi:10.1038/417132b. PMID 12000945.^{^{[پیوند مرده]}}
[3]
Borak, A. (2005). "Applied physics:: Toward Bridging the Terahertz Gap with Silicon-Based Lasers" (Free PDF download). Science. 308 (5722): 638–9. doi:10.1126/science.1109831. PMID 15860612.^{^{[پیوند مرده]}}
[4]
Karpowicz, Nicholas; Dai, Jianming; Lu, Xiaofei; Chen, Yunqing; Yamaguchi, Masashi; Zhao, Hongwei; Zhang, X. -C.; Zhang, Liangliang; Zhang, Cunlin; Price-Gallagher, Matthew; Fletcher, Clark; Mamer, Orval; Lesimple, Alain; Johnson, Keith (2008). "Coherent heterodyne time-domain spectrometry covering the entire "terahertz gap"". Applied Physics Letters (Abstract). 92: 011131. Bibcode:2008ApPhL..92a1131K. doi:10.1063/1.2828709.
[5]
Kleiner, R. (2007). "Filling the Terahertz Gap". Science (Abstract). 318 (5854): 1254–5. doi:10.1126/science.1151373. PMID 18033873.
[6]
Ferguson, Bradley; Zhang, Xi-Cheng (2002). "Materials for terahertz science and technology" (Free PDF download). Nature Materials. 1 (1): 26–33. Bibcode:2002NatMa...1...26F. doi:10.1038/nmat708. PMID 12618844.
[7]
Tonouchi, Masayoshi (2007). "Cutting-edge terahertz technology" (Free PDF download). Nature Photonics. 1 (2): 97. Bibcode:2007NaPho...1...97T. doi:10.1038/nphoton.2007.3. 200902219783121992.
[8]
Chen, Hou-Tong; Padilla, Willie J.; Cich, Michael J.; Azad, Abul K.; Averitt, Richard D.; Taylor, Antoinette J. (2009). "A metamaterial solid-state terahertz phase modulator" (PDF). Nature Photonics. 3 (3): 148. Bibcode:2009NaPho...3..148C. doi:10.1038/nphoton.2009.3. Archived from the original (Free PDF download) on 29 June 2010. Retrieved 23 April 2016.

[springer-1] [1]
Gharavi, Sam; Heydari, Babak (2011-09-25). Ultra High-Speed CMOS Circuits: Beyond 100 GHz (1st ed.). New York: Springer Science+Business Media. pp. 1–5 (Introduction) and 100. doi:10.1007/978-1-4614-0305-0. ISBN 978-1-4614-0305-0.

[sirt-2] [2]
Sirtori, Carlo (2002). "Applied physics: Bridge for the terahertz gap" (Free PDF download). Nature. 417 (6885): 132–3. Bibcode:2002Natur.417..132S. doi:10.1038/417132b. PMID 12000945.^{^{[پیوند مرده]}}

[borak-3] [3]
Borak, A. (2005). "Applied physics:: Toward Bridging the Terahertz Gap with Silicon-Based Lasers" (Free PDF download). Science. 308 (5722): 638–9. doi:10.1126/science.1109831. PMID 15860612.^{^{[پیوند مرده]}}

[4] [4]
Karpowicz, Nicholas; Dai, Jianming; Lu, Xiaofei; Chen, Yunqing; Yamaguchi, Masashi; Zhao, Hongwei; Zhang, X. -C.; Zhang, Liangliang; Zhang, Cunlin; Price-Gallagher, Matthew; Fletcher, Clark; Mamer, Orval; Lesimple, Alain; Johnson, Keith (2008). "Coherent heterodyne time-domain spectrometry covering the entire "terahertz gap"". Applied Physics Letters (Abstract). 92: 011131. Bibcode:2008ApPhL..92a1131K. doi:10.1063/1.2828709.

[klnnr-5] [5]
Kleiner, R. (2007). "Filling the Terahertz Gap". Science (Abstract). 318 (5854): 1254–5. doi:10.1126/science.1151373. PMID 18033873.

[ferguson-6] [6]
Ferguson, Bradley; Zhang, Xi-Cheng (2002). "Materials for terahertz science and technology" (Free PDF download). Nature Materials. 1 (1): 26–33. Bibcode:2002NatMa...1...26F. doi:10.1038/nmat708. PMID 12618844.

[tonom-7] [7]
Tonouchi, Masayoshi (2007). "Cutting-edge terahertz technology" (Free PDF download). Nature Photonics. 1 (2): 97. Bibcode:2007NaPho...1...97T. doi:10.1038/nphoton.2007.3. 200902219783121992.

[8] [8]
Chen, Hou-Tong; Padilla, Willie J.; Cich, Michael J.; Azad, Abul K.; Averitt, Richard D.; Taylor, Antoinette J. (2009). "A metamaterial solid-state terahertz phase modulator" (PDF). Nature Photonics. 3 (3): 148. Bibcode:2009NaPho...3..148C. doi:10.1038/nphoton.2009.3. Archived from the original (Free PDF download) on 29 June 2010. Retrieved 23 April 2016.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]