#O-30

Cechy szczególne optyki terahercowej i
zastosowanie terahercowej spektroskopii
w dziedzinie czasu

Mateusz KAŁUŻA¹, Adrianna NIERADKA¹, Paweł KOMOROWSKI², Agnieszka SIEMION¹

¹Politechnika Warszawska, Wydział Fizyki, Koszykowa 75, 00-662 Warszawa
²Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego,
ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

W ostatnich latach prowadzone jest coraz więcej badań w dziedzinie optyki i obrazowania terahercowego (THz). Promieniowanie THz, charakteryzujące się długościami fal znacznie dłuższymi niż światło widzialne, wywołuje znaczące efekty dyfrakcyjne, co wpływa na jego zachowanie i możliwości obrazowania wykorzystując elementy optyczne o relatywnie małych aperturach. Co więcej, wiele źródeł charakteryzuje się bardzo wysoką koherencją co wprowadza niepożądane efekty interferencyjne, które są trudne do stłumienia. Warto też dodać, że THz układy optyczne bardzo często działają w strefie bliskiej, która ma swoje osobliwości i należy o nich pamiętać przy projektowaniu układów optycznych.

Rozwój optyki THz jest ściśle związany z badaniem różnych materiałów i technik produkcyjnych. Różne materiały, od dielektryków po półprzewodniki, wykazują doskonałe właściwości optyczne w zakresie THz. Co więcej, innowacyjne metody produkcji, takie jak litografia, produkcja addytywna i inżynieria metamateriałów, odgrywają kluczową rolę w opracowywaniu nowatorskiej optyki THz. W badaniach koncentrujących się na cechach układów optycznych THz, należy zwrócić uwagę na aspekty mniej dominujące w zakresach promieniowania widzialnego i podczerwonego. Należą do nich silne efekty dyfrakcyjne (Rys. 1a), niepożądane zakłócenia w obrazowaniu (Rys. 1b i c) oraz stosunkowo duża długość fali w stosunku do rozmiaru apertury i odległości propagacji, skutkująca zjawiskami charakterystycznymi dla strefy dyfrakcji bliskiego pola (Rys. 1d). Niniejsza praca podkreśla różne osiągnięcia, obecne wyzwania i obiecujące kierunki w dziedzinie optyki THz. Przedstawione zostały też wszechstronne badania materiałowe, konieczne w kształtowaniu przyszłych postępów optyki dla zakresu promieniowania THz.

Rys. 1. Różne rozkłady natężenia promieniowania THz. (a) Efekty dyfrakcji wprowadzane przez aperturę.
(b) i (c) Obrazy zarejestrowane bez i z filtracją przestrzenną.
(d) Samo-obrazowanie jako przykład skomplikowanego pola dyfrakcyjnego.

Literatura
[1] A. Siemion, The magic of optics-an overview of recent advanced terahertz diffractive optical elements, Sensors 21 (2020) pp. 100
[2] A. Siemion, Terahertz diffractive optics-smart control over radiation, Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves 40 (2019) pp. 477-499