De wereld ziet er vreemd uit door terahertz-ogen. De hemel ziet er ook bij stralend weer koud uit, zwart, terwijl mensen witheet lijken. Mist en rook lijken niet meer te bestaan, de terahertzstraling dringt er moeiteloos doorheen. En onder de kleding verstopte voorwerpen vallen onmiddellijk op. Mensen zien er namelijk uit alsof ze naakt lopen. Terahertzstraling is elektromagnetische straling, net als zichtbaar licht, radiogolven of röntgenstraling. In het spectrum ligt terahertzstraling, ook wel millimetergolven genoemd, ingeklemd tussen radar en het infrarood van de afstandsbediening. De golflengte ligt tussen 0,03 en 3 millimeter. En dat maakt het een vreemd soort straling. Radar gedraagt zich als radio: je vangt het op met antennes en koperdraad voert het signaal verder. Infrarood, aan de andere kant, gedraagt zich als licht: je transporteert het met glasvezels, en bewerkt het met lenzen en spiegels. Terahertzstraling is waar optiek en radio samen komen. En dat zie je in het laboratorium: een terahertz-onderzoeker gebruikt gelijkertijd spiegels en lasers, maar ook antennes en koperdraadjes. Het gebied wordt dan ook wel aangeduid als quasi-optica. Het terahertz-onderzoek kwam in 1995 in een stroomversnelling. Martin Nuss van het Amerikaanse Bell Lab had toen voor het eerst een voorwerp punt voor punt doorgelicht met terahertzstraling. Hij opende daarmee voor velen de ogen voor terahertz-afbeeldingen. Zeven jaar later slaagde een ESA-onderzoeksgroep onder de naam StarTiger erin om een foto van een hand te maken met ‘T-rays’. De hand steekt nog wat vaag af in vergelijking met de eerste foto die Wilhelm Konrad Röntgen in 1895 van de hand van zijn vrouw maakte, maar de verwachtingen zijn hooggespannen. Want T-golven maken zichtbaar wat voor het blote oog verborgen blijft, bijvoorbeeld huidkanker. De foto van de hand is een passieve opname: een T-sensor meet de straling die de hand uitzendt en vertaalt die in grijstinten. Een andere benadering is de actieve opname. Hierbij richt men terahertzstraling op een voorwerp en kijkt wat ervan terugkomt. Het verschil is vergelijkbaar met fotograferen zonder of met flits. Maar tot nu toe was het niet zo eenvoudig om de terahertzstraling ergens naar toe te leiden. Voor radargolven zijn holle pijpjes in gebruik als golfgeleider, maar die blijken een grote weerstand te hebben voor T-rays . Optische straling (licht), aan de andere kant, beweegt zich uitstekend door glasfiber. Maar terahertzstraling wordt er sterk door geabsorbeerd. Al enige tijd zocht men dus naar andere methoden om T-straling te geleiden. In Nature van deze week beschrijven twee Texaanse onderzoekers, Kanglin Wang en Daniel Mittleman, een verbijsterend simpele oplossing voor de geleiding van terahertzstralen. Met een ijzerdraadje. “Ik kan me wel voor m’n kop slaan dat ik daar niet zelf aan gedacht heb,” reageert Paul Planken. Hij is medewerker van de groep Optica van de TU Delft en kent de auteurs van het artikel. “Het is in feite een heel eenvoudig experiment.” “Ze hebben de terahertzgolf in een draad gestopt. Dat is slim bedacht. Dat kan met zichtbaar licht ook, maar dat is na tien of twintig duizendste millimeter weg. Terahertzstraling niet. Dat loopt in feite aan de buitenkant langs de ijzerdraad en heeft daardoor bijna geen verlies. Het kan op die manier wel enkele decimeters ver lopen. Het is een heel slimme manier om golven van A naar B te krijgen.” Planken ziet mogelijke toepassingen in de endoscopie. “Maar ik ben geen medicus hoor.” Niettemin kan hij zich voorstellen dat met een draad een terahertzgolf in de darm wordt gebracht om daar weefsel te inspecteren. Maar voor het zover is zijn er heel wat hobbels te nemen. Het ijzerdraadje neemt één meting en voor een beeld zijn wel honderd metingen nodig, liefst gelijktijdig. Bovendien verstoort iedere aanraking van de draad de golfgeleiding. Dus moet er eerst een slimme mantel gemaakt worden om de draad te isoleren. ‘Terahertz-imaging’ is nog een jong onderzoeksveld. Toch zijn er al spin-off bedrijfjes die er commerciële mogelijkheden in zien. Teraview uit Cambridge bijvoorbeeld zoekt het in de hoek van medische afbeeldingen en chemische analyses. Thruvision, ook al zo’n fraaie naam, heeft een prototype ‘T-scanner’ gebouwd en richt zich op de beveiligingsmarkt. En het Britse ‘Defence Technology Center’ onderzoekt terahertzstraling op militair potentieel. Paul Planken van de Delftse optica-groep onderzoekt mogelijkheden om T-beelden scherper te maken. De Amerikanen werken aan de ‘onderkant’ van het terahertzgebied. Maar hoe hoger de frequentie, hoe scherper de beelden. Vandaar dat er bij Planken gelijk iemand het lab ingedoken is om de proef van Mittleman te herhalen. Maar dan met een hogere frequentie. En dat lukt. “Mittleman komt tot een halve terahertz, wij tot tweeënhalf, drie. Ik weet niet hoe dat komt. Misschien ligt het aan hun bron.” Jos Wassink Kanglin Wang & Daniel Mittleman: “Metal wires for terahertz wave guiding”, Nature, Vol. 432, 18 nov 2004, p. 376 – 379