Терагерцовое излучение лежит между микроволнами и инфракрасным светом. Оно проходит сквозь одежду, бумагу и пластик, но не сквозь металл и воду. Поэтому его используют в сканерах безопасности и медицинской визуализации. Чтобы увидеть поляризацию такого излучения, нужен детектор. Поляризация — это направление колебаний волны, как рябь на воде может идти вверх-вниз или влево-вправо. От неё зависит, как излучение взаимодействует с материалом.
Но у маленьких детекторов есть беда: металлические контакты, которые снимают сигнал, сами искажают поле. Обычный стержневой электрод работает как громоотвод — вокруг его острого конца поле резко усиливается. Это как поставить палец в струю воды: поток вокруг пальца меняется, и уже не понять, какой он был без пальца. Учёные заменили стержень на кольцо. У кольца нет острых краёв, и поле проходит сквозь него почти без изменений. Размеры кольца подбирают так, чтобы его собственный резонанс не совпадал с рабочей частотой детектора.
Проверили на графеновом детекторе. В численной модели поле у кольца оказалось в 8.48 раза слабее, чем у стержня. В реальном опыте фототок снизился в 6.95 раза. Это значит, что сигнал почти не содержит помех от электрода. А главное — упала ложная поляризация: детектор перестал «выдумывать» направление колебаний, которого нет в самом излучении. Раньше отношение сигналов для двух поляризаций было больше 3, а стало меньше 1.4.
Такой детектор можно делать очень маленьким, и он будет честно показывать поляризацию. Это важно для компактных сканеров, которые ищут дефекты в материалах или отличия здоровой ткани от больной. Кольцевой электрод — простое решение, которое убирает давнюю помеху.
Терагерцовое излучение иногда называют «терагерцовым зазором»: его трудно и генерировать, и детектировать, потому что оно слишком быстрое для электроники и слишком медленное для оптики.