Terahercai – tai elektromagnetinės bangos, kurios trumpesnės už mikrobangas, bet ilgesnės už infraraudonąją spinduliuotę. Ši, plika akimi nematoma, šviesa sulaukia vis didesnio mokslininkų susidomėjimo: ja apšvietus įvairius objektus, ekrane gauname atitinkamus vaizdus, iš kurių galima spręsti, kas yra tų objektų viduje (pvz., apšvietus įtartino žmogaus aprangą, galima pamatyti, ar kišenėje jis nešiojasi ginklą). Todėl ši sritis žada proveržį pakuočių tikrinime, saugumo patikros sistemose, medicinoje ar meno kūrinių tyrimuose.

 

„Mūsų darbo esmė – norime terahercines vaizdinimo sistemas padaryti kuo kompaktiškesnes, mažesnes, kad jomis būtų patogiau naudotis. Šiuo atveju dėmesį skyrėme tokiems komponentams kaip lęšiai ar paraboliniai veidrodžiai, kurie iki tol buvo gan masyvūs ir užimantys daug vietos“, – pasakoja Rusnė.

 

Todėl ji su kolegomis ėmė ieškoti sprendimų, kaip vietoje storų lęšių sukurti plonyčius difrakcinius (šviesos bangas „užlenkiančius“) elementus. Iš viso disertacijos metu tyrėja įvykdė keturias iškeltas užduotis.

 

 

 

Ploni anglies pagrindo optiniai elementai. Difrakciniai optiniai elementai gali būti praturtinti metamedžiagomis tam tikrų formų periodiškai išdėstytais elementais, kurie gali padėti įvairiai valdyti terahercinę spinduliuotę.

 

Šiuo atveju į Frenelio zoninę plokštelę buvo integruoti kryžiuko formos metaelementai, kurie veikia kaip dažnių filtrai. Tuomet toks elementas ne tik sufokusuoja spinduliuotę, bet ir nufiltruoja norimą dažnį.

 

Rusnė sėkmingai išbandė alternatyvų būdą – zoninės plokštelės gamybai pasitelkiant ne metalinę plokštelę, o ploną grafito plėvelę. Taip pat pirmą kartą pavyko tokį difrakcinį elementą pagaminti ir iš grafeno – vieno atomo storio sluoksnio, kuriame anglies atomai yra išsidėlioję šešiakampe struktūra.

 

Unikalus metalęšis lanksčiu paviršiumi. Vietoje storo stiklinio lęšio – lengvas lankstus plonytis metalęšis. Jis taip vadinamas dėl jame esančių minėtų metamedžiagų, kurios šiuo atveju – tai C formos nerūdijančio plieno elementai, moksliškiau vadinami padalinto žiedo rezonatoriais.

 

R. Ivaškeivičiūtė-Povilauskienė pademonstravo, jog, net šį lęšį visaip sulenkus, jis išlieka puikiai tinkamas terahercinio vaizdinimo tyrimams.

 

Išsamiau apie metalęšį skaitykite paspaudę šią nuorodą.

 

 

 

Optinė inžinerija teraherciniame vaizdinime. Trečiojoje darbo dalyje mokslininkė tyrinėjo iš sicilio pagamintus difakcinius elementus. Ji sukūrė įvairias zonines plokšteles, kurios skirtingai fokusuoja terahercinę šviesą. Įdomiausioji dalis – vadinamoji Airy plokštelė, dėl kurios šviesa juda tartum puslankis, užsilenkdama į šoną. Ką tai duoda?

 

„Airy pluoštas įdomus tuo, jog jis yra nedifraguojantis ir savaime atsistatantis, o tai reiškia, jog tokiam pluoštui susidūrus su kliūtimi, už jos jis vėl susiformuoja ir sklinda toliau. Tarp mūsų eksperimentinio bandinio ir Airy plokštelės uždėjome metalinę plokštelę, kuri nepraleidžia terahercų šviesos. Paaiškėjo, kad net uždengus daugiau nei pusę bandinio, ekrane vis tiek matome bandinio vaizdą.

 

Tai reiškia, kad su tokiu užlenktu spinduliu galime tyrinėti bandinius, net jeigu jie yra už neskaidrios kliūties. Kitaip tariant, šitaip mes matome daiktus, esančius „už kampo“, – sako Rusnė.

 

Pasak naujosios mokslų daktarės, ši sritis ją labiausiai domino atliekant disertacijos darbą. Ir sulaukė daugiausiai tarptautinio dėmesio – apie tai ji su komanda išpublikavo straipsnį prestižiniame „Nature“ grupės žurnale „Light: Science & Applications“. „Ir smagiausia apie tai pasakoti žmonėms – nes jie iškart „užsikabina“: kaip gi įmanoma pamatyti dalykus „už kampo“?“ – šypsosi mokslininkė.

 

 

 

Skaitmeninė terahercinė holografija. Tai yra metodas vaizdinti objektus, kurie beveik nesugeria terahercinės šviesos; jeigu storesni bandiniai (kaip metalas) pasižymi didele sugertimi, tai pro popierių ar grafeną terahercai „žygiuoja“ beveik kiaurai. Grafeno problemą Rusnė išsprendė jį pašvietus lazeriu, o štai popieriui tiko kitokie eksperimentai – reikėjo stebėti, ne šviesos intensyvumo, bet fazės pokyčius.

 

Štai ant E raidės formos bandinio Rusnė dėliojo popierėlius – vienose vietose jų daugiau, kitose – mažiau, o kitur jų išvis nebuvo. Visa tai išmatavus naudojant terahercinės holografijos principą ir gavus vaizdą kompiuteryje, matėsi skirtingi rezultatai: vienas popierėlis reiškė vieną spalvą, vienas ant kito padėti popierėliai – kitą, tuščia viena – trečią. Kuo daugiau popierėlių, padėtų vienas ant kito, tuo labiau pasislenka šviesos fazė.

 

Taigi, nustatyta, kad holografijos principas leidžia geriau matuoti mažos terahercų sugerties objektus. Be to, pirmąkart pasaulyje panaudota „spalvotoji“ holografija, kuriai buvo pasitelkti skirtingi terahercų dažniai.