Terahertz radiación - también conocido como radiación submilimétrica , las ondas de terahercios , tremendamente alta frecuencia [1] ( THF ), los rayos T , ondas T , T-luz , T-lux o THz - se compone de ondas electromagnéticas dentro de la UIT -designated banda de frecuencias de 0,3 a 3 terahercios (THz), [2] aunque el límite superior es algo arbitrario y algunas fuentes lo consideran 30 THz. [3] Un terahercio es 10 12 Hzo 1000 GHz. Las longitudes de onda de radiación en la banda de terahercios varían correspondientemente de 1 mm a 0,1 mm = 100 µm. Debido a que la radiación de terahercios comienza en una longitud de onda de alrededor de 1 milímetro y avanza en longitudes de onda más cortas, a veces se la conoce como banda submilimétrica y su radiación como ondas submilimétricas , especialmente en astronomía . Esta banda de radiación electromagnética se encuentra dentro de la región de transición entre microondas e infrarrojo lejano , y puede considerarse como cualquiera.
La radiación de terahercios es fuertemente absorbida por los gases de la atmósfera , y en el aire se atenúa a cero en unos pocos metros, [4] [5] por lo que no es práctica para la comunicación por radio terrestre . Puede penetrar capas delgadas de materiales, pero está bloqueado por objetos más gruesos. Los haces de THz transmitidos a través de materiales se pueden utilizar para caracterización de materiales , inspección de capas, medición de relieve, [6] y como una alternativa de menor energía a los rayos X para producir imágenes de alta resolución del interior de objetos sólidos. [7]
La radiación de terahercios ocupa un término medio donde se superponen los rangos de microondas y ondas de luz infrarroja , lo que se conoce como “ brecha de terahercios ”; se le llama “brecha” porque la tecnología para su generación y manipulación aún está en pañales. La generación y modulación de ondas electromagnéticas en este rango de frecuencias deja de ser posible por los dispositivos electrónicos convencionales utilizados para generar ondas de radio y microondas, requiriendo el desarrollo de nuevos dispositivos y técnicas.
La radiación de terahercios se encuentra entre la radiación infrarroja y la radiación de microondas en el espectro electromagnético , y comparte algunas propiedades con cada una de ellas. La radiación de terahercios viaja en una línea de visión y no es ionizante . Al igual que las microondas, la radiación de terahercios puede penetrar una amplia variedad de materiales no conductores ; confección, papel, cartón , madera, albañilería , plástico y cerámica . La profundidad de penetración es típicamente menor que la de la radiación de microondas. Al igual que el infrarrojo, la radiación de terahercios tiene una penetración limitada a través de la niebla y las nubes.y no puede penetrar el agua líquida o el metal. [9] La radiación de terahercios puede penetrar a cierta distancia a través del tejido corporal como los rayos X, pero a diferencia de ellos, no es ionizante , por lo que es de interés como reemplazo de los rayos X médicos. Debido a su longitud de onda más larga, las imágenes obtenidas con ondas de terahercios tienen una resolución más baja que los rayos X y deben mejorarse (consulte la figura a la derecha). [8]
La atmósfera de la Tierra es un fuerte absorbedor de radiación de terahercios, por lo que el rango de radiación de terahercios en el aire está limitado a decenas de metros, lo que la hace inadecuada para comunicaciones de larga distancia. Sin embargo, a distancias de ~ 10 metros, la banda aún puede permitir muchas aplicaciones útiles en la creación de imágenes y la construcción de sistemas de redes inalámbricas de gran ancho de banda , especialmente sistemas de interior. Además, producir y detectar radiación de terahercios coherente sigue siendo un desafío técnico, aunque ahora existen fuentes comerciales económicas en el rango de 0,3 a 1,0 THz (la parte inferior del espectro), incluidos gyrotrones , osciladores de onda hacia atrás y diodos de efecto túnel resonante . [cita requerida ]
La banda de terahercios, que cubre el rango de longitud de onda entre 0,1 y 1 mm, es idéntica a la banda de longitud de onda submilimétrica. Sin embargo, por lo general, el término "terahercios" se usa con más frecuencia en marketing en relación con la generación y detección con láseres pulsados, como en la espectroscopia en el dominio del tiempo de terahercios , mientras que el término "submilimétrico" se usa para la generación y detección con tecnología de microondas, como multiplicación armónica. [ cita requerida ]