Под руководством профессора Марко Печчанти из лаборатории Emergent Photonics (EPic), Луаны Оливьери и доктора Хуана С. Тотеро Гонгора и группа студентов-исследователей создали новый тип ТГц камеры, способной обнаруживать электромагнитные волны ТГц диапазона с беспрецедентной точностью.
Изображения, полученные с использованием ТГц излучения, называются «гиперспектральными», потому что изображение состоит из пикселей, каждый из которых содержит электромагнитную сигнатуру объекта в этой точке.
Находясь между микроволнами и инфракрасным излучением в электромагнитном спектре, ТГц излучение легко проникает через такие материалы, как бумага, одежда и пластик, так же, как и рентгеновские лучи, но без вреда для здоровья. Безопасно использовать даже с самыми деликатными биологическими образцами.
ТГц изображение позволяет «видеть» молекулярный состав объектов и различать различные материалы, такие как, например, сахар и кокаин.
Объясняя важность своего достижения, профессор Печчанти сказал: «Основная задача терагерцовых камер заключается не в сборе изображения, а в сохранении спектральных отпечатков объектов, которые могут быть легко испорчены вашей техникой. В этом и заключается важность наших достижений. Отпечатки всех деталей изображения сохраняются таким образом, что мы можем исследовать природу объекта во всех деталях. "
До сих пор камеры, способные делать гиперспектральные изображения с сохранением всех мелких деталей, обнаруживаемых терагерцовым излучением, считались невозможными.
Команда EPic Lab использовала однопиксельную камеру для изображения образцов объектов с образцами света ТГц. Созданный ими прототип может определять, как объект изменяет различные образцы терагерцового света.
Комбинируя эту информацию с формой каждого исходного рисунка, камера показывает изображение объекта, а также его химический состав.
Источники терагерцового излучения очень слабые, и гиперспектральные изображения до сих пор имели ограниченную точность. Чтобы преодолеть это, команда из Сассекса направила стандартный лазер на уникальный нелинейный материал, способный преобразовывать видимый свет в ТГц.
Прототип камеры создает электромагнитные волны ТГц диапазона очень близко к образцу, подобно тому, как работает микроскоп. Поскольку волны ТГц могут проходить сквозь объект, не затрагивая его, полученные изображения показывают форму и состав объектов в трех измерениях.
Доктор Тотеро Гонгора сказал: «Это большой шаг вперед, потому что мы продемонстрировали, что все возможности, изученные в нашем предыдущем теоретическом исследовании, не только осуществимы, но и наша камера работает даже лучше, чем мы ожидали.
Создавая наше устройство, мы обнаружили несколько способов оптимизации процесса визуализации, и теперь технология стабильна и хорошо работает. Следующий этап наших исследований будет заключаться в ускорении процесса реконструкции изображения и приближении нас к применению терагерцовых камер в реальных приложениях; например, служба безопасности в аэропортах, интеллектуальные автомобильные датчики, контроль качества на производстве и даже сканеры для обнаружения проблем со здоровьем, таких как рак кожи."