инфракрасным излучением лазеров. Эти диапазоны не перекрываются, и в 'дыре' от 0,5 до 2 терагерц пока нет ни одного устройства, способного излучать со сколько-нибудь приемлемой эффективностью.
А излучение этого диапазона обладает массой замечательных свойств. Оно способно как рентген пронизывать многие материалы, но, в отличие от рентгена, из-за малой энергии фотонов не приводит к ионизации вещества, а значит, безвредно в малых дозах. Длина волны в терагерцовом диапазоне короче, чем у микроволн, и разрешение аппаратуры будет выше. Кроме того, у многих опасных веществ в этом диапазоне есть характерный спектр поглощения, так что их можно будет легко обнаружить при досмотре в аэропортах. Также терагерцовые волны, проникающие в человеческое тело на полсантиметра, помогут в диагностике рака и многих других заболеваний.
В новом излучателе используется нестационарный эффект Джозефсона. Он возникает в контакте Джозефсона - тонком слое диэлектрика между двумя слоями сверхпроводника, если туннельный ток через контакт превысит некоторое критическое значение. В этом случае сверхпроводящие куперовские пары электронов, перескакивая через слой диэлектрика, вынуждены излучать набранную при этом энергию в виде электромагнитных волн. Обычный контакт Джозефсона излучает слабо и слишком длинные волны. Но в слоистом высокотемпературном сверхпроводнике Bi2Sr2CaCu2O8 между сверхпроводящими слоями оксида меди толщиной всего в пару атомов находятся слои изолятора оксида висмута и стронция толщиной в полтора нанометра, образующие контакты Джозефсона с подходящими свойствами. Чтобы заставить контакты излучать согласованно, ученые изготовили полоску сверхпроводника высотой один микрон, шириной сто и длиной триста микрон, в которой набралось порядка тысячи контактов и которая играет для терагерцовых волн роль резонатора, как пара зеркал в простейшем лазере. Правильно подобрав величину падения напряжения на полоске, можно возбудить резонансную генерацию, заставив все контакты Джозефсона излучать согласованно.
Таким способом удалось получить пучок непрерывного излучения мощностью 0,5 микроватта на частоте 0,85 терагерца. А уменьшив ширину полоски до 40 микрон, частоту излучения снизили до 0,4 терагерца. Генерация сохранялась вплоть до 50 градусов выше абсолютного нуля. Согласно оценкам, увеличивая резонатор, можно будет получать луч мощностью до 1–10 милливатт, а этого уже вполне достаточно для практических приложений. Вполне вероятно, что использование других слоистых сверхпроводников позволит еще больше расширить рабочий диапазон и увеличить мощность. По-видимому, такой сравнительно простой и компактный источник, охлаждение которого хорошо отработано, не вызовет больших проблем и быстро найдет дорогу в научные лаборатории, больницы и аэропорты. ГА
Первые итоги амбициозного проекта NewTon подводят участники мощной европейской кооперации, призванной отработать технологию трехмерных фотонных кристаллов - нового ключевого компонента оптических и электронно-оптических маршрутизаторов телекоммуникационных сетей.
Проект, который должен завершиться в будущем году, координируется из Ганноверского лазерного центра, наполовину финансируется Европейским сообществом и объединяет таких игроков, как крупнейшая химическая корпорация BASF, Датский технический университет и ряд других фирм и научно-исследовательских центров. Новые фотонные кристаллы должны будут по
