日本の理化学研究所の科学者らは、薬物の分析から貨物の検査、金属構造の欠陥の発見まで、あらゆる非破壊検査を行うためのポータブルテラヘルツスキャナーの開発を発表した。 研究者らは、手のひらサイズのデバイスを実現するまでの主な障害を克服し、設置サイズと消費電力を削減することができました。

画像出典：理化学研究所

開発者は、コンパクトなテラヘルツスキャナーを作成することを長い間夢見てきました。 最近まで、これらの設備はいくつかの部屋を占有し、多くのエネルギーを必要としていました。 同時に、テラヘルツ範囲により、波長吸収データから化学組成の分析に至るまで物体を「見る」ことが可能になります。 テラヘルツスキャナー向けのセキュリティサービスもラインナップ。 彼らは、手荷物と貨物の検査手順を合理化、簡素化し、保証することを約束します。

理化学研究所の科学者たちは、赤外線をテラヘルツに変換するという問題を研究しました。 半導体レーザーは、小型化に近いこのような設備の基礎として利用できます。 もう1つのことは、研究者たちは長い間、赤外線ビームを効率的に、そして大きな損失なしにテラヘルツ放射線に変換することができなかったことです。

非常に早い段階から、科学者はニオブ酸リチウム (LiNbO3) などの材料の研究を始めました。 これは、0.4 ～ 5.0 μm の波長範囲で光学的に透明で、入力周波数を異なる波長の周波数に変換できる非線形結晶です。このため、この材料はオプトエレクトロニクスで広く使用されています。 このブレークスルーは、科学者が近赤外レーザー入力の正しいパルス幅を選択でき、ビームのパワーが結晶内で散逸されず、可能な限りテラヘルツ放射に変換されるようになったときに起こりました。

発見の成功により、出力を6桁増加させることができましたが、設置面積は依然として手動装置には受け入れられないものであり、着陸面1メートルあたり約1メートル程度でした。 そして、バルクのニオブ酸リチウム結晶は、周期分極ニオブ酸リチウム (PPLN) 結晶と呼ばれる、人工的に分極が変調された微細構造を備えた薄いニオブ酸リチウム結晶に置き換えられました。 これらの結晶は通常、可視光領域で使用されますが、正しい出力パルスを備えた赤外線レーザーと組み合わせることで、次の画期的な進歩、つまり手のひらサイズのテラヘルツスキャナーが達成されました。

科学者らは、これらのスキャナーを装備したロボットが間もなく、建物の検査、交通ハブでの素早い捜索、医薬品や食品の組成分析など、機器を一切使用せずに多くの有用な作業を行うようになるだろうと予測しています。 前と同じようにX線。 すでにリコー、トプコン、三菱電機、浜松ホトニクスなどのOEMメーカーと交渉が始まっている。