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。
在緊急光子(zi)學（EPic）實驗室的Marco Peccianti教授的帶領下，Luana Olivieri博士，Juan S. Totero Gongora博士和(he)一組研究人(ren)員制(zhi)造了(le)一種新型(xing)的THz攝像機(ji)，能(neng)夠以(yi)前所(suo)未(wei)有的精度檢(jian)測THz電磁(ci)波。
使(shi)(shi)用(yong)太赫茲(zi)輻射(she)(she)產生的(de)(de)圖(tu)像稱為“高光譜”，因為該圖(tu)像由像素組(zu)(zu)成，每個像素都包含該點物體的(de)(de)電磁特征。太赫茲(zi)輻射(she)(she)位于電磁波(bo)譜中的(de)(de)微波(bo)和紅外線之間(jian)，就像X射(she)(she)線一(yi)樣，很容易穿透紙，衣服和塑料(liao)之類的(de)(de)材(cai)料(liao)，但無害(hai)。即使(shi)(shi)是極精細的(de)(de)生物樣品也可以安全使(shi)(shi)用(yong)。太赫茲(zi)成像可以“看(kan)到”物體的(de)(de)分子組(zu)(zu)成，并區(qu)分不同的(de)(de)材(cai)料(liao)，例如(ru)糖和可卡因。
Peccianti教授在解釋其成就(jiu)(jiu)的(de)重(zhong)要(yao)性(xing)(xing)時說：“太赫茲相(xiang)機的(de)核心(xin)挑戰(zhan)不是(shi)(shi)收集圖像，而是(shi)(shi)保存物體的(de)光譜指紋(wen)，這些指紋(wen)容(rong)易被您的(de)技(ji)術破壞。這就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)我(wo)們(men)的(de)重(zhong)要(yao)性(xing)(xing)。成就(jiu)(jiu)在于。圖像的(de)所有(you)細節的(de)指紋(wen)都(dou)被保留下來，這樣我(wo)們(men)就(jiu)(jiu)可以詳細研究對象(xiang)的(de)性(xing)(xing)質。”
迄今為止，還沒有能(neng)夠捕獲能(neng)夠保留太赫茲輻(fu)射揭(jie)示(shi)的所(suo)有精(jing)細(xi)細(xi)節的高光譜圖像(xiang)的攝像(xiang)機。
EPic Lab團隊(dui)使(shi)用單像素相機對具(ju)有(you)太赫茲光模(mo)式的(de)樣本對象(xiang)進行成像。他們(men)建(jian)造的(de)原(yuan)型可(ke)以檢測物(wu)體(ti)如何改(gai)變THz光的(de)不同模(mo)式。通過將這些信息與每個原(yuan)始圖(tu)案的(de)形狀結合起(qi)來，相機可(ke)以顯示(shi)物(wu)體(ti)的(de)圖(tu)像及其化(hua)學成分。
太(tai)赫茲(zi)輻射的(de)(de)來源非(fei)常微(wei)弱，到目前為(wei)止，高(gao)光(guang)譜成像的(de)(de)保真度(du)有(you)限。為(wei)了克服這個問題，蘇塞克斯（Sussex）團隊將標準(zhun)激光(guang)照(zhao)射到能夠將可(ke)見光(guang)轉換為(wei)太(tai)赫茲(zi)的(de)(de)獨特非(fei)線性材(cai)料上(shang)。原(yuan)型相(xiang)機會在(zai)(zai)非(fei)常接近樣品(pin)的(de)(de)位置(zhi)產生太(tai)赫茲(zi)電磁(ci)波(bo)，類(lei)似于顯微(wei)鏡的(de)(de)工作(zuo)原(yuan)理。由于太(tai)赫茲(zi)波(bo)可(ke)以(yi)在(zai)(zai)不影響物(wu)體的(de)(de)情況下直接穿過(guo)物(wu)體，因此生成的(de)(de)圖像可(ke)以(yi)從三個維度(du)揭示物(wu)體的(de)(de)形(xing)狀和成分。
Totero Gongora博士(shi)說：“這是向前邁出的(de)重(zhong)(zhong)要(yao)一步，因為(wei)我們(men)已經(jing)證明，我們(men)先(xian)前的(de)理論研究中探索的(de)所有(you)可能性不僅可行，而且(qie)我們(men)的(de)相機工(gong)作得比我們(men)預期的(de)還要(yao)好(hao)。在制(zhi)(zhi)造設備時，我們(men)發(fa)現了幾種方法優(you)化成像過(guo)(guo)程，現在技術(shu)穩定并(bing)且(qie)運行良(liang)好(hao)。我們(men)的(de)下一階段研究將是加快圖像重(zhong)(zhong)建過(guo)(guo)程，并(bing)使(shi)我們(men)更(geng)接近將THz攝像機應(ying)用(yong)于實際應(ying)用(yong)；例如機場安全，智能汽車傳(chuan)感器，制(zhi)(zhi)造過(guo)(guo)程中的(de)質量控制(zhi)(zhi)甚(shen)至(zhi)掃描儀來(lai)檢測皮膚癌等健康(kang)問題。”
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