一組物理學家團隊已經成功開發了一臺能夠使用太赫茲（THz）輻射捕獲固態物體內部高分辨率圖像的非線性相機。
在(zai)緊急光子學（EPic）實驗(yan)室的Marco Peccianti教授的帶領下，Luana Olivieri博(bo)(bo)士(shi)，Juan S. Totero Gongora博(bo)(bo)士(shi)和一(yi)組(zu)研究(jiu)人員制(zhi)造了(le)一(yi)種新(xin)型(xing)的THz攝像機(ji)，能(neng)夠以前所未(wei)有的精(jing)度檢(jian)測THz電磁波(bo)。
使(shi)用太(tai)赫(he)(he)茲(zi)輻射產生的圖像(xiang)稱(cheng)為“高光譜”，因(yin)為該(gai)圖像(xiang)由(you)像(xiang)素組(zu)成，每(mei)個像(xiang)素都包含該(gai)點物(wu)體的電磁特征。太(tai)赫(he)(he)茲(zi)輻射位(wei)于電磁波譜中的微(wei)波和(he)紅外線之間，就像(xiang)X射線一樣，很容易穿透(tou)紙(zhi)，衣服和(he)塑料之類(lei)的材(cai)料，但(dan)無害(hai)。即使(shi)是(shi)極精細的生物(wu)樣品(pin)也可(ke)以(yi)安全使(shi)用。太(tai)赫(he)(he)茲(zi)成像(xiang)可(ke)以(yi)“看(kan)到”物(wu)體的分(fen)子(zi)組(zu)成，并區分(fen)不(bu)同(tong)的材(cai)料，例如糖和(he)可(ke)卡因(yin)。
Peccianti教(jiao)授在解釋其成就(jiu)的(de)(de)重要性(xing)(xing)(xing)時說：“太赫(he)茲相機的(de)(de)核心挑戰不是收集(ji)圖(tu)像，而是保(bao)存物體的(de)(de)光(guang)譜指紋(wen)，這些指紋(wen)容(rong)易被(bei)您的(de)(de)技術破壞。這就(jiu)是我們(men)的(de)(de)重要性(xing)(xing)(xing)。成就(jiu)在于。圖(tu)像的(de)(de)所有(you)細節的(de)(de)指紋(wen)都被(bei)保(bao)留下來，這樣我們(men)就(jiu)可以(yi)詳(xiang)細研(yan)究對(dui)象的(de)(de)性(xing)(xing)(xing)質。”
迄今為止，還沒有能夠捕獲能夠保留太赫茲輻(fu)射揭示的(de)所有精細細節的(de)高光譜圖(tu)像的(de)攝像機。
EPic Lab團隊使用(yong)單像(xiang)素相(xiang)機對(dui)具(ju)有太赫茲光(guang)模式(shi)的(de)樣本對(dui)象進(jin)行(xing)成像(xiang)。他們建造(zao)的(de)原型(xing)可以檢測物體如何改變THz光(guang)的(de)不(bu)同模式(shi)。通過將這(zhe)些(xie)信息與(yu)每個原始圖案的(de)形狀結合起來，相(xiang)機可以顯示物體的(de)圖像(xiang)及其化學成分。
太赫茲(zi)輻(fu)射(she)的(de)(de)(de)來源非常微弱，到目前為(wei)止(zhi)，高(gao)光譜成像的(de)(de)(de)保真度(du)有(you)限(xian)。為(wei)了克服這個問題，蘇(su)塞(sai)克斯（Sussex）團(tuan)隊將(jiang)標(biao)準激光照射(she)到能夠(gou)將(jiang)可(ke)見(jian)光轉換為(wei)太赫茲(zi)的(de)(de)(de)獨特非線性材料(liao)上。原型相(xiang)機會(hui)在(zai)非常接近樣品的(de)(de)(de)位置產生太赫茲(zi)電(dian)磁波，類(lei)似(si)于(yu)顯(xian)微鏡的(de)(de)(de)工作原理。由于(yu)太赫茲(zi)波可(ke)以在(zai)不影響物體的(de)(de)(de)情況下(xia)直接穿過物體，因(yin)此生成的(de)(de)(de)圖(tu)像可(ke)以從三個維度(du)揭(jie)示物體的(de)(de)(de)形狀和成分。
Totero Gongora博士說：“這是(shi)向前(qian)邁出的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)一步，因為我(wo)們(men)(men)(men)已經證明(ming)，我(wo)們(men)(men)(men)先前(qian)的(de)(de)(de)(de)(de)理論研(yan)究中(zhong)探索的(de)(de)(de)(de)(de)所(suo)有可能性不僅(jin)可行，而且我(wo)們(men)(men)(men)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)機工(gong)作得比(bi)我(wo)們(men)(men)(men)預期的(de)(de)(de)(de)(de)還要(yao)好。在制(zhi)造設備時，我(wo)們(men)(men)(men)發現(xian)了幾種方法優化成(cheng)像過程，現(xian)在技術穩定并且運(yun)行良好。我(wo)們(men)(men)(men)的(de)(de)(de)(de)(de)下一階段研(yan)究將(jiang)是(shi)加快(kuai)圖像重(zhong)建(jian)過程，并使我(wo)們(men)(men)(men)更(geng)接近將(jiang)THz攝像機應用于實際應用；例如機場(chang)安全，智能汽(qi)車傳感器，制(zhi)造過程中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)質量控制(zhi)甚至掃(sao)描儀來(lai)檢測皮膚癌等健康問題(ti)。”
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