Infrapunakiirgus on lühidalt defineerides magnetkiirgus, mille lainepikkus jääb nähtava valguse ja mikrolainekiirguse lainepikkuse vahele. Infrapunakiirgus jääb meile argielus küll silmale märkamatuks, kuid ometi ümbritseb see meid kõikjal, olles näiteks televiisori kaugjuhtimispuldis või mobiiltelefonis. Seda kasutatakse sihtmärgi tuvastamisel ja jälgimisel sõjaväes, temperatuuri mõõtmisel vahetu kontaktita, lähimaa traadita andmesideühendusel ja ilmaennustamisel.
Uudsed infrapuna kasutavad tehnoloogiad
Tänu infrapunale on võimalik luua innovaatilisi lahendusi tänavavalgustusele– jalakäija tuvastamiseks kasutatakse infrapunasensoreid, millelt saadud signaali korral valgustavad laternad tänavat täisvõimsusel, muul ajal aga säästetakse energiat.
NASA kasutab Maa orbiidil infrapuna-kosmoseteleskoope, mille abil otsitakse objekte, mis jäävad nähtava valguse spektriosas avastamiseks liiga tuhmiks.
Tallinna Tehnikaülikoolis loodud ainulaadne kalana merepõhjas ujuv robot suudab tänu infrapunale leida miine, teha vetikaseiret või välja nuhkida uppunuid.
Google kasutab kahte kaamerat ja infrapuna-valgusallikat lehekülgede kõverdatusest tekitatud moonutuste hindamiseks oma skaneerimise süsteemis. Tänu sellele on internetis kättesaadavaks muudetud massiliselt raamatuid.
Thomas Timusk, uued materjalid ja spektromeeter
Infrapuna kiirgab infrapunasaunades, et inimeste tervist parandada, kuid see võib põhjustada ka näiteks globaalset soojenemist. Infrapunase valguse jäljed võimaldavad teadlastel maailmaruumi servalt vaadelda väga varast Universumit. Thomas Timusk kasutab infrapunaspektroskoopiat teaduse tegemiseks. Professor Timuski jaoks on see vahend, et materjalide siseellu tungida ning tema laboris aitab infrapunane välja selgitada kui head elektrijuhid uued materjalid on, mis takistab nende sees elektri liikumist ning kuidas oleks seda takistust võimalik vähendada, et luua ülijuhtivust.
Terahertz sageduspiirkond
Terahertzkiirgust on püütud kasutada juba ka rakenduslikult – näiteks lennujaamades, et avastada riiete alla peidetud ohtlikke asju. Seda saab kasutada ka siis kui sidepidamises on vaja minna kõrgematele sagedustele. Seega rakendusi oleks neis uurinuis ainete ja nende omaduste kohta selguvatel faktidel üsna laialdaselt. Kuid Timuski laboris uuritakse ka asju, millele rakendusi veel praegu pakkuda ei osata.
„Terahertzsagedus on üks huvitav sageduspiirkond, kus võib öelda, et magnetresonants ja optika saavad kokku, mis tähendab seda, et sellest sagedusest madalam on tavaliselt magnetmomendid, mis neelavad elektromagnetkiirgust ehk valgust. Kõrgematel sagedustel on need elektrilaengud, mis ringi liiguvad ja on võimelised seda valgust neelama. Ja seal on terve hulk resonantse mida, mis pakuvad huvi rakendusliku poole pealt ja see piirkond on selline, et tehniliselt on seda üsna raske teostada sest, et üheltpoolt me peame kasutama valguse suunamiseks läätsesid ja peegleid, aga magnetresonantsi poole peal kasutatakse jälle valgustorusid ja lainejuhte. Selles piirkonnas tuleb kahte tehnikat kombineerida omavahel ja seal pole võtta ka häid kiirgusallikaid,“ kirjeldab Timusk.
“Nüüd meie uurime selles sageduspiirkonnas, mis on siis terahertz sageduspiirkond. Kui seda nüüd lainepikkuse järgi iseloomustada, siis selle alumises sagedusotsas on valguse lainepikkus umbes 3 mm või ütleme 1cm, mis on noh täiesti käegakatsutav lainepikkus, ja muidugi sageduse kasvades see lainepikkus läheb lühemaks. Nüüd need ained, mida me uurime selles piirkonnas, neid kutsutakse multiferroikuteks, mis tähendab seda, et sellel ainel või materjalil on korraga olemas nii elektriliste momentide kui ka magnetmomentide korrastatus. Ja miks see oluline on? Oluline on see sellepärast, et meil on võimalik selle aine omadusi muuta nii elektriväljaga kui magnetväljaga. Ma võin tuua näite arvuti kõvaketastest. Seal on 2 operatsiooni: üks on kirjutamine ja teine on lugemine ja informatsioon on salvestatud siis magnetmomentidena seal ketta pinna peal. Ja lihtsalt on vaja teada lugemisel, et mis pidi see magnetmoment on. Kirjutamisel on vaja magnetmomendile anda õige suund. Ja praegusel hetkel ketaste mahtu, see tähendab kui tihedasti me saame neid magnetmomente sinna ritta panna, ei piira mitte lugemine vaid kirjutamine. Kirjutamiseks on meil vaja magnetvälja ja magnetvälja tekitamiseks tehakse väike traadist pool, mis on muidugi imeväike ,aga seda ei saa teha väga väikeseks. Nüüd, kui me kujutame ette, et meil oleks seal ketta pinnal see materjal multiferroik, siis me saaksime elektrivälja abil nende magnetmomentide suunda muuta ehk kirjutada elektrivälja abil. Elektrivälja saab tekitada väga hästi ühe teravikuga, mis on hästi kontsentreeritud väikseks punktiks ja see kohe kasvataks nende magnetmomentide tihedust ketta pinnal ja sellega me saaks suurema andmemahu ketta pinna kohta,“ ütleb Timusk.
Kasutatud/viidatud meedia (videod/esitlused/fotod/artiklid) õigused võivad erineda, palun kontrolli!
Infrapunakiirgus
Uudsed infrapuna kasutavad tehnoloogiad
Terahertz sageduspiirkond
Terahertzkiirgust on püütud kasutada juba ka rakenduslikult – näiteks lennujaamades, et avastada riiete alla peidetud ohtlikke asju. Seda saab kasutada ka siis kui sidepidamises on vaja minna kõrgematele sagedustele. Seega rakendusi oleks neis uurinuis ainete ja nende omaduste kohta selguvatel faktidel üsna laialdaselt. Kuid Timuski laboris uuritakse ka asju, millele rakendusi veel praegu pakkuda ei osata.
„Terahertzsagedus on üks huvitav sageduspiirkond, kus võib öelda, et magnetresonants ja optika saavad kokku, mis tähendab seda, et sellest sagedusest madalam on tavaliselt magnetmomendid, mis neelavad elektromagnetkiirgust ehk valgust. Kõrgematel sagedustel on need elektrilaengud, mis ringi liiguvad ja on võimelised seda valgust neelama. Ja seal on terve hulk resonantse mida, mis pakuvad huvi rakendusliku poole pealt ja see piirkond on selline, et tehniliselt on seda üsna raske teostada sest, et üheltpoolt me peame kasutama valguse suunamiseks läätsesid ja peegleid, aga magnetresonantsi poole peal kasutatakse jälle valgustorusid ja lainejuhte. Selles piirkonnas tuleb kahte tehnikat kombineerida omavahel ja seal pole võtta ka häid kiirgusallikaid,“ kirjeldab Timusk.
“Nüüd meie uurime selles sageduspiirkonnas, mis on siis terahertz sageduspiirkond. Kui seda nüüd lainepikkuse järgi iseloomustada, siis selle alumises sagedusotsas on valguse lainepikkus umbes 3 mm või ütleme 1cm, mis on noh täiesti käegakatsutav lainepikkus, ja muidugi sageduse kasvades see lainepikkus läheb lühemaks. Nüüd need ained, mida me uurime selles piirkonnas, neid kutsutakse multiferroikuteks, mis tähendab seda, et sellel ainel või materjalil on korraga olemas nii elektriliste momentide kui ka magnetmomentide korrastatus. Ja miks see oluline on? Oluline on see sellepärast, et meil on võimalik selle aine omadusi muuta nii elektriväljaga kui magnetväljaga. Ma võin tuua näite arvuti kõvaketastest. Seal on 2 operatsiooni: üks on kirjutamine ja teine on lugemine ja informatsioon on salvestatud siis magnetmomentidena seal ketta pinna peal. Ja lihtsalt on vaja teada lugemisel, et mis pidi see magnetmoment on. Kirjutamisel on vaja magnetmomendile anda õige suund. Ja praegusel hetkel ketaste mahtu, see tähendab kui tihedasti me saame neid magnetmomente sinna ritta panna, ei piira mitte lugemine vaid kirjutamine. Kirjutamiseks on meil vaja magnetvälja ja magnetvälja tekitamiseks tehakse väike traadist pool, mis on muidugi imeväike ,aga seda ei saa teha väga väikeseks. Nüüd, kui me kujutame ette, et meil oleks seal ketta pinnal see materjal multiferroik, siis me saaksime elektrivälja abil nende magnetmomentide suunda muuta ehk kirjutada elektrivälja abil. Elektrivälja saab tekitada väga hästi ühe teravikuga, mis on hästi kontsentreeritud väikseks punktiks ja see kohe kasvataks nende magnetmomentide tihedust ketta pinnal ja sellega me saaks suurema andmemahu ketta pinna kohta,“ ütleb Timusk.