结合激光和太赫兹波的高光谱相机

英国萨塞克斯大学的一个研究团队开发了第一台能够使用太赫兹（THz）辐射捕获固体内部高分辨率图像的非线性相机。Marco Peccianti，Luana Olivieri，Juan S.Totero Gongora等研究人员制造了一种新型的THz摄像机，它能够高精度检测THz电磁波。

使用太赫兹辐射产生的图像称为高光谱图像，因为该图像由像素点组成，每个像素都包含该点物体的电磁特征。太赫兹辐射位于电磁波谱中的微波和红外线之间，太赫兹辐射以与X射线相同的方式穿透纸张，衣服和塑料等材料，但不会造成损坏，危害。太赫兹成像可以观察物体的分子组成并区分不同的材料。

“太赫兹相机的核心挑战不是收集图像，而是保存物体的光谱指纹，这种指纹很容易被其他传统的侵入性技术破坏，”佩奇安蒂说，“这就是我们使用太赫兹成像的重要性所在。保留图像所有细节的指纹，这样我们就可以详细研究对象的性质。”

研究人员使用单像素相机以太赫兹光模式对样品进行成像。他们建造的模型可以检测物体如何改变THz光的不同模式。通过将这些信息与每个原始图案的形状结合起来，相机可以显示物体的图像及其化学成分。

研究团队将标准激光照射到能够将可见光转换为太赫兹的独特非线性材料上。原型相机在样品附近产生太赫兹电磁波，类似于显微镜的工作原理。由于太赫兹波可以在不影响物体的情况下直接穿过物体，因此生成的图像可以从三个维度揭示物体的形状和成分。

Gongora说：“我们已经证明，在先前的理论研究中探索到的可行性是可以实现的，而且相机的性能甚至比我们预期的还要好。在构建设备时，我们发现了优化成像过程的几种方法，现在该技术稳定且运行良好。”

Gongora表示，他团队的下一阶段的研究将包括加快图像重建过程，并逐步将THz相机应用于实际应用，例如机场安检，智能汽车传感器，工业制造中的质量监控以及用于检测健康的皮肤癌扫描仪等。