תחומים:

בחר הכל

קול קורא

קטגוריות:

בחר הכל

ברכות

כנס

מחקר

מחקר בפקולטה

פוקוס

חדשות

NEWS

מה מעניין אותך?

כל הנושאים
Advanced chemical oxidation processes
AI
Beetles
Bioelectronics
Biomedical
Biomimetics
Biomimicry
chemical oxidation
CO2 storage
Cyber Security
Deep learning
drone
environment
Environmental implications
exotic mechanics
Geophysical and environmental fluid dynamics
groundwater
Health
Hemodynamics and Biomechanics
Interfacial Phenomena
Machine Learning
materials for water
Mechanical Engineering
Metamaterials
Molecular Electronics
Nanoelectronics
nanomaterials
Nanophotonics
nanotechnologies
Nonlinear optics
numerical modelling
Numerical models
oil and natural gas
optical nanosensors
Optics
Radio Physics and Engineering
Remote sensing of waves
Self-Assembled Monolayers
Smart Biomedical Materials
Social Contagion
Terahertz optics
Topological defects
Transient Free and Submerged Impinging Jets
Viral Marketing
Water waves
אווירונאוטיקה
הנדסה ביו-רפואית
הנדסה מכנית
הנדסת חשמל
הנדסת מכונות
הנדסת תעשייה
זרימות חד-ורב-פאזיות
מדע והנדסה של חומרים
מדעים להיי-טק
מערכות הנעה
שריפה רב-פאזית
דימות וגילוי מרחוק ע"י גלי טרה-הרץ

מחקר

12.05.2019
דימות וגילוי מרחוק ע"י גלי טרה-הרץ יאפשרו זיהוי של חומרי נפץ, תרופות

פרופ' טל אלנבוגן יחד עם סטודנטים מקבוצת המחקר שלו פיתחו טכנולוגיה חדשה ליצירה ושליטה בקרינת טרה-הרץ בעזרת מטא-חומרים

  • Metamaterials
  • Nonlinear optics
  • Optics
  • Metamaterials
  • Nonlinear optics
  • Optics

החודש התפרסם מאמר פורץ דרך של פרופ' טל אלנבוגן, מהמחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית בבית הספר להנדסת חשמל וראש המעבדה לננו אלקטרואופטיקה, יחד עם חוקרים נוספים מאוניברסיטת תל אביב ואוניברסיטת בראון בארה"ב, בתחום של יצירה ושליטה בקרינת טרה-הרץ בעזרת מטא-חומרים בעיתון היוקרתי  Nature Communications.

 

גלי טרה-הרץ

גל אלקטרומגנטי הוא למעשה "הפרעה" של שדה חשמלי ומגנטי בעלת מחזוריות ומבנה גלי המתפשטת במרחב במהירות האור. גלים אלקטרומגנטיים, כמו גלי רדיו, מגיעים בתחום רחב של תדירויות המכונה הספקטרום האלקטרומגנטי (כלומר אוסף כל הגלים האלקטרומגנטיים). ספקטרום זה משתרע מגלי הרדיו בעלי תדירויות נמוכות ועד לגלי גאמה (קרינה בתדירות גבוהה מזו של X-ray). האור הנראה, התדירויות אותן בני האדם יכולים לראות, הוא רק חלק קטן מכל התחום של גלים אלקטרומגנטיים. 

 

כיום קיימים אמצעים מדעיים וטכנולוגיים כגון אנטנות, מנורות, לייזרים וגלאים המאפשרים להפיק ולקלוט גלים על פני כמעט כל תחומי הספקטרום האלקטרומגנטי. אמצעים אלו מאפשרים אינספור של ישומים כמעט בכל תחומי המדע והטכנולוגיה הקיימים מתקשורת, דימות, זיהוי עצמים עד לאבחון רפואי. לעומת זאת תחום גלי הטרה-הרץ, המתנדנדים בתדירויות הנמצאות בין גלי מיקרו לאור האינפרא אדום, נותר באפלה. הסיבה היא מכיוון שתדירויות אלו מהירות מידי ליצירה וקליטה בעזרת מעגלים חשמליים ובעלות אנרגיות נמוכות מידי ליצירה וקליטה באמצעים המשמשים ליצירה וקליטה של אור. אמנם קיימים מספר אמצעים ליצירה ולקליטה של קרינת טרה-הרץ, אך אלו מוגבלים ביכולת השליטה בתדירויות ובעוצמות שלהם, או מצריכים תנאי הפעלה קיצוניים כגון טמפרטורות נמוכות מאוד. בנוסף, קיימים רק כלים מעטים לעיצוב קרני טרה-הרץ כמו עדשות או מקטבים. למרות הקושי בעבודה עם קרינת טרה-הרץ, מאמצים רבים מושקעים בפיתוח רכיבים יעילים לתחום תדירויות זה עקב מגוון של שימושים חשובים של קרינת טרה-הרץ. מערכות המשתמשות בקרינת טרה-הרץ יפתחו את הדלת לזיהוי ואף שליטה במולקולות, זיהוי של תרופות אמת או תרופות מזויפות, דימות רפואי בקרינה שאינה מייננת, גילוי חומרי נפץ, חומרי ריסוס, יצירת תקשורת נתונים מהירה ועוד מגוון רחב של יישומים חשובים.

 

יצירה עיצוב ושליטה בקרני טרה-הרץ על ידי מטא-משטחים אופטיים

מחקר חדש שבוצע על ידי הסטודנטים שי קרן צור ומאי טל מהקבוצה של פרופ' טל אלנבוגן מבית הספר להנדסת חשמל, בשיתוף פעולה עם ד"ר שר-לי פליישר מבית ספר לכימיה באוניברסיטת תל אביב ופרופ' דניאל מיטלמן מאוניברסיטת בראון שבארה"ב, מראה כיצד ניתן להשתמש במשטחים דקים (בעובי עשרות ננומטרים) המכונים מטא-משטחים אופטיים, ליצירה יעילה של קרינה בתחום הטרה-הרץ ולעיצוב ושליטה בקרינה.

 

המשטחים בנויים מאלמנטים בסקאלה ננומטרית, שיוצרו במרכז הננו של אוניברסיטת תל אביב. כל אלמנט כזה משמש כננואנטנה הקולטת אור מלייזר בתחום האיפרא-אדום בעל פולסים קצרים באורך של פמטו-שניות ומייצרת ביעילות יחסית פולסים של קרינת טרה-הרץ. על ידי שליטה באנטנות על גבי המטא-משטח החוקרים מראים שניתן לעצב את צורתו המרחבית והזמנית של פולס הטרה-הרץ שנוצר בצורה שלא ניתנת להשגה באמצעים הקיימים עד כה. היכולת הזו פותחת פתח למגוון רחב של יישומים חדשים לקרינת טרה-הרץ.

 

החוקרים מאמינים שבעתיד יהיה ניתן לשלב מקורות חדשים כאלו במערכות גילוי ואפיון חומרים, רכיבים, תרופות ובמערכות דימות טרה-הרץ רפואיים.

 

אלה שמתאהבים בבעיה הם אלה שממציאים לה פתרון

מחקר חדש על זיהוי עצמים משנה עקרונות ותיקים של טכנולוגיות רדאר

מחקר

29.04.2019
מחקר חדש על זיהוי עצמים משנה עקרונות ותיקים של טכנולוגיות רדאר

ד"ר פבל גינזבורג, מהפקולטה להנדסה, פיתח יחד עם חוקרים מאוניברסיטת תל אביב סוג חדש של מכ"ם שמסוגל להבחין בין עצמים ברזולוציה גבוהה ביותר גם כשהוא פועל ברוחב פס קטן פי 100 מזה הנדרש בטכנולוגיות הקיימות

  • Nanophotonics
  • Optics
  • Radio Physics and Engineering
  • Nanophotonics
  • Optics
  • Radio Physics and Engineering

טכנולוגיות רדאר עוצבו במקור בכדי לזהות ולעקוב אחרי מטרות אוויריות צבאיות. היום הן משמשות לרוב בזיהוי רכבים, חיזוי מזג אוויר ומחקר גיאולוגי. עד עתה, מדענים האמינו כי דיוק ורזולוציית הרדאר קשורות לטווח התדרים או רוחב הפס. כעת מחקר חדש בפקולטה להנדסה של אוניברסיטת תל אביב מגלה כי גישה בהשראת טומוגרפיה אופטית קוהרנטית (OCT) דורשת רוחב פס קטן עד ככל לא, על מנת ליצור מפה סובבת רדאר ברזולוציה גבוהה.

 

"הצלחנו להדגים סוג שונה של מערכת טווחים בעלת טווח רזולוציה איכותי אשר חופשיה כמעט לחלוטין ממגבלות רוחב הפס", אומר פרופ' פבל גינזבורג. "לטכנולוגיה החדשה יש שלל שימושים, בעיקר בכל הקשור לתעשיית הרכב. יש לציין כי האמצעים הקיימים תומכים בגישה החדשה שלנו, כך שניתן ליישם אותה באופן כמעט מיידי".

 

המחקר החדש בוצע במשותף ע"י פרופ' גינזבורג, ויטלי קוזלוב ממעבדתו של פרופ' גינזבורג, רוני קומיסרוב ודמיטרי פילונוב, מביה"ס לחשמל בפקולטה להנדסה. המאמר פורסם בכתב העת   Nature Communications ונתמך על ידי מלגת ERC קמין.

 

למנוע את פקקי התנועה של העתיד

האמונה הרווחת בנוגע לרזולוציית הרדאר הייתה כי האיכות עולה בהתאמה לרוחב הפס בו נעשה השימוש. כלומר, רדאר טוב ומדויק דורש רוחב פס גדול, דבר שעלול להוות מגבלה בעתיד. "התפיסה שלנו מציעה פתרונות במצבים שמצריכים רזולוציה גבוהה ודיוק, אך רוחב הפס האפשרי מוגבל, כמו למשל בתעשיית הרכבים האוטונומיים, עיבוד תמונה ואסטרונומיה", מסביר קוזלוב. "אין רכבים רבים היום על הכביש שבהם יש רדאר, כך שאין כמעט תחרות על התדרים המוצעים. אבל מה יקרה בעתיד, כאשר כל רכב יהיה מצויד בטכנולוגיית רדאר שדורשת את מלוא רוחב הפס? אנחנו נמצא את עצמנו בסוג של פקק תנועה ברדיו. הפתרונות שלנו מאפשרים לנהגים לחלוק את רוחב הפס הקיים ללא בעיה".

 

שימוש ברדאר לצורך הצלה

"ההדגמה שלנו היא רק השלב הראשון בסדרה של גישות חדשות לגלאי טווח-רדיו שחוקרים את ההשפעה של רדארים בעלי רוחב פס קטן בתחומים מסורתיים", מסכם פרופ' גינזבורג. "אנו מתכוונים ליישם את הטכנולוגיה הזו על תחומים שלא נחקרו בעבר, כמו מבצעי חילוץ והצלה – על ידי גילוי אדם שקבור מתחת לבניין שהתמוטט, או מיפוי הרחוב כדי לנבא אם ילד עומד לחצות את הכביש מאחורי אוטובוס שמסתיר אותו".

 

מעבר למאמר

 

אלה שמתאהבים בבעיה הם אלה שממציאים לה פתרון

אוניברסיטת תל אביב עושה כל מאמץ לכבד זכויות יוצרים. אם בבעלותך זכויות יוצרים בתכנים שנמצאים פה ו/או השימוש שנעשה בתכנים אלה לדעתך מפר זכויות, נא לפנות בהקדם לכתובת שכאן >>
אוניברסיטת תל-אביב, ת.ד. 39040, תל-אביב 6997801
UI/UX Basch_Interactive