Журнал "Системы Безопасности" № 6‘2020

Сканеры терагерцевого диапазона Терагерцевые сканеры иногда не выделяют в отдельную группу, относя к сканерам милли- метрового диапазона. Отчасти это связано с тем, что данный диапазон в настоящее время только "осваивается" исследователями и про- изводством. По нашему мнению, выделение их в отдельную группу целесообразно в связи с бурным развитием такого класса устройств. Уникальные свойства Из-за своей близости к инфракрасному и мик- роволновому излучению терагерцевые волны обладают рядом уникальных свойств, присущих как излучению ИК-области электромагнитного спектра, так и микроволновому излучению. По сравнению с видимым и ИК-излучением тера- герцевое излучение является длинноволновым, а значит оно менее подвержено рассеянию. В результате в этом диапазоне прозрачны мно- гие сухие диэлектрические материалы, такие как ткани, дерево, бумага, пластмассы. Поэтому терагерцевое излучение можно использовать для неразрушающего контроля материалов, сканирования в аэропортах и др. В то же время длина волны излучения достаточно мала, чтобы обеспечить субмикронное пространственное разрешение при использовании свободно рас- пространяющегося излучения. Энергия кванта ТГц-излучения мала, поэтому ТГц-волны являют- ся неионизирующими, а следовательно более безопасны для организма человека, чем все диапазоны, обсуждавшиеся выше. Свойства ТГц-излучения позволяют использо- вать ТГц-изображающие системы, ТГц-спектро- скопию для поиска скрытых запрещенных взрывчатых и наркотических веществ, оружия. Спектральные коэффициенты отражения ТГц- излучения разных объектов, взрывчатых и нар- котических материалов, оружия различаются. Упаковочные материалы, одежда человека в определенной мере прозрачны для ТГц-излучения, что позволяет говорить о воз- можности использования активных и пассивных ТГц-изображающих систем для поиска скрытых запрещенных предметов. При построении изоб- ражений не отображается анатомическое строение человеческого тела. Типы сканеров Терагерцевый сканер может быть двух типов – активным или пассивным. Пассивный сканер воспринимает и визуализирует ТГц-излучение, всегда исходящее от любого живого организма, так что очертания тела пассажира становятся хорошо видны. А активный сканер сам является источником терагерцевого излучения и визуа- лизирует излучение, отраженное телом пасса- жира. Факторы, мешающие широкому распространению Однако проблема разработки эффективной элементной базы источников и приемников ТГц- излучения до конца не решена. Хотя терагерце- вые системы досмотра являются очень перспек- тивными, их широкому распространению мешает ряд технических проблем, которые необходимо преодолеть. Основная из них – это доступность источников излучения и детекто- ров. Сложность создания эффективных терагер- цевых источников связана с тем, что в терагер- цевом диапазоне плохо применимы хорошо разработанные методы генерации излучений соседних оптического и микроволнового диа- пазонов. В диапазоне до 100 ГГц источники излучения и высококачественные детекторы выпускаются серийно, и сейчас досмотровые комплексы на их основе успешно конкурируют с рентгеновскими системами обратного рассея- ния по качеству изображения и стоимости. Более высокочастотные источники, которые позволяют осуществлять спектроскопию мате- риалов (некоторые интересующие службы без- опасности материалы имеют спектры поглоще- ния на частотах до 10 ТГц), пока еще довольно дороги. Есть основания полагать, что в ближай- шее время промышленность начнет выпускать подобные источники крупными сериями, в результате чего их стоимость существенно снизится и спектрометры на их базе будут ком- мерчески доступны. История появления и развития РС Первые ростовые сканеры, использующие прямое рентгеновское излучение, "выросли" из медицинских аппаратов, видимо, еще в 1980–1990-х гг. и использовались для поиска контрабанды в режиме выборочного специ- ального досмотра. В этом качестве они исполь- зуются до сих пор. Первый РС обратного рентгеновского излуче- ния был разработан в 1992 г., еще до того момента, как для них появился заметный рынок. Принцип работы следующий: трубка, используемая для генерации рентгеновского излучения, обладает остронаправленной диа- www.secuteck.ru декабрь 2020 – январь 2021 ДОСМОТРОВЫЕ СИСТЕМЫ С И С Т Е М Ы К О Н Т Р О Л Я И У П Р А В Л Е Н И Я Д О С Т У П О М 61 Рис. 2. Этапы развития терагерцевых систем Рис. 3. Эволюция ростовых сканеров Рис. 4. Динамика и прогноз развития мирового рынка ростовых сканеров 2018–2025 гг., млн долларов (источник – MarketsandMarkets) П енитенциарные службы всех стран постоянно закупают рентгенов- ские РС для целей обнаружения контрабанды и оружия, поскольку только проникающие рентгеновские устройства могут обнаруживать металлическую и неметаллическую контрабанду, спрятанную под одеж- дой, а также внутри полостей тела