Los investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han desarrollado un nuevo tipo de cámara que puede detectar pulsos de terahercios rápidamente, con alta sensibilidad y a temperatura y presión ambiente. Esta cámara podría utilizarse en múltiples aplicaciones como en el escaneo de seguridad en los aeropuertos, en el control de calidad industrial e incluso en las observaciones astrofísicas, entre otras.
La nueva cámara tiene la capacidad de capturar simultáneamente información sobre la orientación o polarización de las ondas en tiempo real. Esta información se puede utilizar para caracterizar materiales que tienen moléculas asimétricas o para determinar la topografía superficial de los materiales.
El nuevo sistema utiliza partículas llamadas puntos cuánticos que pueden emitir luz visible cuando son estimuladas por ondas de terahercios. Posteriormente, la luz visible puede ser registrada por un dispositivo que es similar al detector de una cámara electrónica estándar e incluso puede verse a simple vista.
El equipo produjo dos dispositivos diferentes que pueden funcionar a temperatura ambiente: uno utiliza la capacidad del punto cuántico para convertir pulsos de terahercios en luz visible, lo que permite que el dispositivo produzca imágenes de materiales; y el otro produce imágenes que muestran el estado de polarización de las ondas de terahercios.
Estructura de la nueva cámara
La nueva cámara consta de varias capas hechas con técnicas de fabricación estándar como las que se usan para los microchips. Una matriz de líneas paralelas de oro a nanoescala, separadas por rendijas estrechas, se encuentra sobre el sustrato; encima hay una capa del material de puntos cuánticos emisores de luz; y encima hay un chip CMOS que se usa para formar una imagen. El detector de polarización, llamado polarímetro, utiliza una estructura similar, pero con ranuras en forma de anillo a nanoescala, lo que le permite detectar la polarización de los haces entrantes.
En los experimentos del equipo, el dispositivo pudo detectar pulsos de terahercios a niveles de baja intensidad que superaron la capacidad de los grandes y costosos sistemas actuales. Los investigadores demostraron las capacidades del detector al tomar imágenes iluminadas con terahercios de algunas de las estructuras utilizadas en sus dispositivos, como las líneas doradas nanoespaciadas y las rendijas en forma de anillo utilizadas para el detector polarizado, demostrando la sensibilidad y resolución del sistema.