Terahertzowe źródła i detektory promieniowania
Promieniowanie THz może być generowane w mikrownękach półprzewodnikowych przy pomocy laserowania ekscytonowo-polarytonowego, gdzie dozwolone jest radiacyjne przejście THz między polarytonowymi odgałęzieniami mikrownęk. Potrzebna jest specjalnie skonstruowana mikrownękowa studnia kwantowa, zapewniająca mieszanie jasnych i ciemnych ekscytonów. W ramach projektu POLATER (Polaritonic teraHertz devices) przygotowano szereg różnych rozwiązań, przyczyniających się do rozwoju podstaw teoretycznych w tych dziedzinach. Chodzi tu między innymi o opracowanie szczegółowej teorii i zaprojektowanie radiacyjnych przejść THz w mikrownękach kwantowych i międzypodpasmowych polarytonów THz, a także wytworzenie zestawu mikrownęk z efektywnymi polarytonowymi przejściami THz. Naukowcy przeprowadzili modelowanie, zbudowali i przeanalizowali teoretycznie mikrownęki o różnej konstrukcji. Badano struktury z GaAs, InAs oraz GaN. Przeprowadzono analizę polarytonowego obszaru aktywnego THz, opartego na studniach kwantowych, przewodach kwantowych i kropkach kwantowych o złamanej symetrii. Zespół opracował i wytworzył nowy rodzaj wnęki opartej o cylindryczne plazmony Tamm. Naukowcy wytworzyli i scharakteryzowali strukturę złożoną z wielu studni kwantowych z polarytonowymi emiterami na bazie monowarstw InAs. Struktura ta cechuje się wyraźnym modem nadpromienistym, który można wykorzystać do budowy emiterów THz. W projekcie POLATER opracowano polarytonowe struktury kaskadowe. Ważnym osiągnięciem jest stworzenie teorii bozonowego lasera kaskadowego, w którym każdy polaryton wtryskiwany do urządzenia emituje kilka fotonów THz. Na publiczne postrzeganie THz wpłynął szereg artykułów prasowych, opisujących możliwości obrazowania przez odzież oraz wykrywania materiałów wybuchowych i broni. Potencjalne zastosowania promieniowania THz są jednak dużo szersze. Może ono umożliwić bezpośrednie badanie podstawowych właściwości i mechanizmów działania organizmów żywych, na przykład w oparciu o analizę konformacyjnych zmian struktury białek, powłoki hydratacyjnej białek i DNA. Stworzenie niedrogich, niezawodnych, skalowalnych i przenośnych źródeł i detektorów promieniowania THz pozwoliłoby w przyszłości na upowszechnienie tego rodzaju technologii.
