Продвинутая ТГц-камера для визуализации раскрывает высокоразрешающие внутренние виды твёрдых объектов

Команда разработала нелинейную камеру, способную захватывать высокоразрешающие изображения внутренностей твёрдых объектов с использованием терагерцовых (ТГц) электромагнитных волн. Изображения, произведённые с использованием ТГц излучения, называются гиперспектральными, потому что изображение состоит из пикселей, каждый из которых содержит электромагнитную подпись объекта в этой точке.

Находясь между микроволнами и инфракрасным в электромагнитном спектре, ТГц излучение легко проникает через материалы вроде бумаги, одежды и пластика так же, как рентгеновские лучи, но без вредности. Оно безопасно для использования даже с самыми нежными биологическими образцами. ТГц визуализация делает возможным видеть молекулярный состав объектов и различать разные материалы, такие как сахар и кокаин, например.

Отпечаток всех деталей изображения сохраняется таким образом, что природа объекта может быть изучена в полной детали. До сих пор камеры, способные захватывать гиперспектральное изображение, сохраняющее тонкие детали, раскрываемые ТГц излучением, не считались возможными.

Команда использовала однопиксельную камеру для визуализации образцовых объектов с узорами ТГц света. Прототип может обнаруживать, как объект изменяет разные узоры ТГц света. Комбинируя эту информацию с формой каждого исходного узора, камера раскрывает изображение объекта, а также его химический состав.

Источники ТГц излучения очень слабые, и гиперспектральная визуализация имела, до сих пор, ограниченную верность. Чтобы преодолеть это, команда светила стандартным лазером на уникальный нелинейный материал, способный конвертировать видимый свет в ТГц. Прототип камеры создаёт ТГц электромагнитные волны очень близко к образцу, похоже на то, как работает микроскоп. Поскольку ТГц волны могут проходить прямо через объект без воздействия на него, результирующие изображения раскрывают форму и состав объектов в трёх измерениях.

Следующая фаза исследования будет в ускорении процесса реконструкции изображения и применении ТГц камер к реальным приложениям, таким как аэропортовая безопасность, интеллектуальные автомобильные датчики, контроль качества в производстве и сканеры для обнаружения проблем со здоровьем, таких как рак кожи.