Camera legt beelden vast van het interieur van vaste objecten

Een team heeft een niet-lineaire camera ontwikkeld die in staat is om met behulp van terahertz (THz) elektromagnetische golven beelden met een hoge resolutie van het inwendige van vaste objecten vast te leggen. Beelden geproduceerd met THz-straling worden hyperspectraal genoemd omdat het beeld uit pixels bestaat, die elk de elektromagnetische signatuur van het object op dat punt bevatten.

Liggend tussen microgolven en infrarood in het elektromagnetische spectrum, dringt THz-straling gemakkelijk door in materialen zoals papier, kleding en plastic op dezelfde manier als röntgenstralen, maar zonder schadelijk te zijn. Het is veilig te gebruiken met zelfs de meest delicate biologische monsters. THz-beeldvorming maakt het mogelijk om de moleculaire samenstelling van objecten te zien en onderscheid te maken tussen verschillende materialen zoals bijvoorbeeld suiker en cocaïne.

De vingerafdruk van alle details van het beeld blijft zo bewaard dat de aard van het object tot in detail kan worden onderzocht. Tot nu toe werden camera's die een hyperspectraal beeld konden vastleggen met behoud van fijne details die door THz-straling worden onthuld, niet voor mogelijk gehouden.

Het team gebruikte een camera met één pixel om voorbeeldobjecten af ​​te beelden met patronen van THz-licht. Het prototype kan detecteren hoe het object verschillende patronen van THz-licht verandert. Door deze informatie te combineren met de vorm van elk origineel patroon, onthult de camera zowel het beeld van een object als de chemische samenstelling ervan.

Bronnen van THz-straling zijn erg zwak en hyperspectrale beeldvorming had tot nu toe een beperkte betrouwbaarheid. Om dit te verhelpen, scheen het team met een standaardlaser op een uniek niet-lineair materiaal dat in staat is zichtbaar licht om te zetten in THz. De prototypecamera creëert elektromagnetische THz-golven heel dicht bij het monster, vergelijkbaar met hoe een microscoop werkt. Omdat THz-golven dwars door een object kunnen reizen zonder het te beïnvloeden, onthullen de resulterende afbeeldingen de vorm en samenstelling van objecten in drie dimensies.

De volgende onderzoeksfase zal bestaan ​​uit het versnellen van het beeldreconstructieproces en het toepassen van THz-camera's op echte toepassingen zoals luchthavenbeveiliging, intelligente autosensoren, kwaliteitscontrole in de productie en scanners om gezondheidsproblemen zoals huidkanker op te sporen.