テラヘルツからメガヘルツへ——イメージングと検査の周波数
この換算がしていること
100 万を掛ける換算です。テラヘルツを使ったイメージングでは、対象を透過する性質と、物質ごとに吸収の違う性質が利用されます。装置の帯域はテラヘルツで設計され、その内訳を詰めるときにはメガヘルツが現れます。100 万対 1 という隔たりを、必要に応じて行き来します。
透過力と吸収の差
テラヘルツは紙や布、プラスチックをよく通しますが、水には強く吸収されます。この違いが、中身を壊さずに見るための手がかりになります。検査の現場では装置が扱う幅をメガヘルツで指定することも多く、テラヘルツの中心周波数とメガヘルツの帯域幅が同じ仕様書に並びます。
テラヘルツからメガヘルツへの換算表
イメージング装置で使われる周波数をメガヘルツ側からも見られるように並べました。
| テラヘルツ (THz) | メガヘルツ (MHz) |
|---|---|
| 1 | 1000000 |
| 2 | 2000000 |
| 10 | 10000000 |
| 100 | 100000000 |
| 300 | 300000000 |
| 1000 | 1000000000 |
透過力と分解能のつり合い
分解能は、使う波長と開口の大きさで決まります。テラヘルツの波長は 0.1 ミリメートル前後なので、可視光より粗く、マイクロ波より細かい像が得られます。検査の用途でこの帯域が選ばれるのは、透過力と分解能の兼ね合いがちょうどよいからです。
指数を 6 つ引く
テラヘルツからメガヘルツへは 100 万倍です。3 THz なら 3,000,000 MHz になります。指数は 12 から 6 を引いて 6 で、結果が 6 桁増えるという見当がそのまま使えます。
よくある質問
1 THz は何 MHz ですか？
1,000,000 MHz です。1000 倍が 2 段、ギガヘルツとメガヘルツを経由するので、倍率は 100 万になります。
テラヘルツで中身が見えるのはなぜですか？
紙や布、多くのプラスチックを透過し、水や金属では吸収や反射が大きいからです。この差が像のコントラストになり、X 線を使わずに中の構造を描き出せます。
検査の用途でこの帯域が選ばれる理由は？
透過力と分解能のつり合いがよいためです。マイクロ波より細かい像が得られ、可視光よりずっと深くまで届きます。非電離である点も、扱いやすさにつながっています。
帯域幅はどのくらい必要ですか？
用途によります。数十 GHz の幅を使えば分解能が上がり、スペクトルの情報も取れます。メガヘルツで書けば数万 MHz になり、装置の仕様書にはこの桁が並びます。
イメージング以外にも使われますか？
分光による物質の同定、通信の研究、天文観測などにも使われます。どの用途でも基本の換算は同じで、10 の冪の掛け算をたどるだけです。