相机拍摄固体物体内部图像
一个团队开发了一种非线性相机,能够使用太赫兹 (THz) 电磁波捕捉固体物体内部的高分辨率图像。使用太赫兹辐射产生的图像被称为高光谱图像,因为图像由像素组成,每个像素都包含物体在该点的电磁特征。
太赫兹辐射位于电磁波谱中的微波和红外线之间,可以像 X 射线一样轻松穿透纸张、衣服和塑料等材料,但不会造成伤害。即使是最精细的生物样品也可以安全使用。太赫兹成像可以看到物体的分子组成,并区分不同的物质,例如糖和可卡因。
图像所有细节的指纹都以这样的方式保存,以便可以全面详细地研究对象的性质。到目前为止,能够捕捉到高光谱图像并保留太赫兹辐射所揭示的精细细节的相机被认为是不可能的。
该团队使用单像素相机对具有太赫兹光模式的样本对象进行成像。该原型可以检测物体如何改变不同的太赫兹光模式。通过将这些信息与每个原始图案的形状相结合,相机可以揭示物体的图像及其化学成分。
太赫兹辐射源非常微弱,到目前为止,高光谱成像的保真度有限。为了克服这个问题,该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。原型相机在非常靠近样品的地方产生太赫兹电磁波,类似于显微镜的工作原理。由于太赫兹波可以直接穿过物体而不影响它,因此生成的图像可以从三个维度揭示物体的形状和组成。
下一阶段的研究将是加快图像重建过程,并将太赫兹相机应用于现实世界的应用,例如机场安检、智能汽车传感器、制造质量控制以及用于检测皮肤癌等健康问题的扫描仪。
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