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一組物理學家團隊已經(jīng)成功開發(fā)了一臺能夠使用太赫茲（THz）輻射捕獲固態(tài)物體內(nèi)部高分辨率圖像的非線性相機。
在緊急光子學（EPic）實驗室的Marco Peccianti教授的帶領(lǐng)下，Luana Olivieri博士，Juan S. Totero Gongora博士和一組研究人員制造了一種新型的THz攝像機，能夠以前所未有的精度檢測THz電磁波。
使用太赫茲輻射產(chǎn)生的圖像稱為“高光譜”，因為該圖像由像素組成，每個像素都包含該點物體的電磁特征。太赫茲輻射位于電磁波譜中的微波和紅外線之間，就像X射線一樣，很容易穿透紙，衣服和塑料之類的材料，但無害。即使是極精細的生物樣品也可以安全使用。太赫茲成像可以“看到”物體的分子組成，并區(qū)分不同的材料，例如糖和可卡因。
Peccianti教授在解釋其成就的重要性時說：“太赫茲相機的核心挑戰(zhàn)不是收集圖像，而是保存物體的光譜指紋，這些指紋容易被您的技術(shù)破壞。這就是我們的重要性。成就在于。圖像的所有細節(jié)的指紋都被保留下來，這樣我們就可以詳細研究對象的性質(zhì)。”
迄今為止，還沒有能夠捕獲能夠保留太赫茲輻射揭示的所有精細細節(jié)的高光譜圖像的攝像機。
EPic Lab團隊使用單像素相機對具有太赫茲光模式的樣本對象進行成像。他們建造的原型可以檢測物體如何改變THz光的不同模式。通過將這些信息與每個原始圖案的形狀結(jié)合起來，相機可以顯示物體的圖像及其化學成分。
太赫茲輻射的來源非常微弱，到目前為止，高光譜成像的保真度有限。為了克服這個問題，蘇塞克斯（Sussex）團隊將標準激光照射到能夠?qū)⒖梢姽廪D(zhuǎn)換為太赫茲的獨特非線性材料上。原型相機會在非常接近樣品的位置產(chǎn)生太赫茲電磁波，類似于顯微鏡的工作原理。由于太赫茲波可以在不影響物體的情況下直接穿過物體，因此生成的圖像可以從三個維度揭示物體的形狀和成分。
Totero Gongora博士說：“這是向前邁出的重要一步，因為我們已經(jīng)證明，我們先前的理論研究中探索的所有可能性不僅可行，而且我們的相機工作得比我們預(yù)期的還要好。在制造設(shè)備時，我們發(fā)現(xiàn)了幾種方法優(yōu)化成像過程，現(xiàn)在技術(shù)穩(wěn)定并且運行良好。我們的下一階段研究將是加快圖像重建過程，并使我們更接近將THz攝像機應(yīng)用于實際應(yīng)用；例如機場安全，智能汽車傳感器，制造過程中的質(zhì)量控制甚至掃描儀來檢測皮膚癌等健康問題。”
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