カメラは、固体オブジェクトの内部の画像をキャプチャします
チームは、テラヘルツ（THz）電磁波を使用して、固体の内部の高解像度画像をキャプチャできる非線形カメラを開発しました。テラヘルツ放射を使用して生成された画像は、画像がピクセルで構成されており、各ピクセルにそのポイントのオブジェクトの電磁署名が含まれているため、ハイパースペクトルと呼ばれます。
電磁スペクトルのマイクロ波と赤外線の間にあるTHz放射は、X線と同じように、紙、衣服、プラスチックなどの材料に簡単に浸透しますが、害はありません。最もデリケートな生物学的サンプルでも安全に使用できます。 THzイメージングにより、オブジェクトの分子組成を確認し、たとえば砂糖やコカインなどのさまざまな材料を区別することができます。
画像のすべての詳細の指紋は、オブジェクトの性質を完全に調査できるように保存されます。これまで、テラヘルツ波によって明らかにされた細部を保持するハイパースペクトル画像をキャプチャできるカメラは可能であるとは考えられていませんでした。
チームは、単一ピクセルのカメラを使用して、THz光のパターンでサンプルオブジェクトを画像化しました。プロトタイプは、オブジェクトがTHz光のさまざまなパターンをどのように変化させるかを検出できます。この情報を元の各パターンの形状と組み合わせることで、カメラはオブジェクトの画像とその化学組成を明らかにします。
テラヘルツ放射の発生源は非常に弱く、ハイパースペクトルイメージングはこれまで忠実度が限られていました。これを克服するために、チームは可視光をTHzに変換できる独自の非線形材料に標準レーザーを照射しました。プロトタイプカメラは、顕微鏡の動作と同様に、サンプルに非常に近いTHz電磁波を生成します。テラヘルツ波はオブジェクトに影響を与えることなくオブジェクトを直接通過できるため、結果の画像はオブジェクトの形状と構成を3次元で明らかにします。
研究の次の段階は、画像再構成プロセスを高速化し、THzカメラを空港のセキュリティ、インテリジェントカーセンサー、製造における品質管理、皮膚がんなどの健康問題を検出するスキャナーなどの実際のアプリケーションに適用することです。
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