La caméra capture des images de l'intérieur d'objets solides

Une équipe a développé une caméra non linéaire capable de capturer des images haute résolution de l'intérieur d'objets solides à l'aide d'ondes électromagnétiques térahertz (THz). Les images produites à l'aide du rayonnement THz sont appelées hyperspectrales car l'image est constituée de pixels, chacun contenant la signature électromagnétique de l'objet en ce point.

Situé entre les micro-ondes et l'infrarouge dans le spectre électromagnétique, le rayonnement THz pénètre facilement les matériaux comme le papier, les vêtements et le plastique de la même manière que les rayons X, mais sans être nocif. Il peut être utilisé en toute sécurité même avec les échantillons biologiques les plus délicats. L'imagerie THz permet de voir la composition moléculaire des objets et de distinguer différents matériaux comme le sucre et la cocaïne par exemple.

L'empreinte digitale de tous les détails de l'image est préservée de manière à ce que la nature de l'objet puisse être étudiée en détail. Jusqu'à présent, les caméras capables de capturer une image hyperspectrale préservant les détails fins révélés par le rayonnement THz n'étaient pas considérées comme possibles.

L'équipe a utilisé une caméra à un seul pixel pour imager des échantillons d'objets avec des motifs de lumière THz. Le prototype peut détecter comment l'objet modifie différents modèles de lumière THz. En combinant ces informations avec la forme de chaque motif original, la caméra révèle l'image d'un objet ainsi que sa composition chimique.

Les sources de rayonnement THz sont très faibles et l'imagerie hyperspectrale avait, jusqu'à présent, une fidélité limitée. Pour surmonter cela, l'équipe a fait briller un laser standard sur un matériau non linéaire unique capable de convertir la lumière visible en THz. Le prototype de caméra crée des ondes électromagnétiques THz très proches de l'échantillon, similaires au fonctionnement d'un microscope. Comme les ondes THz peuvent traverser un objet sans l'affecter, les images résultantes révèlent la forme et la composition des objets en trois dimensions.

La prochaine phase de recherche consistera à accélérer le processus de reconstruction d'image et à appliquer des caméras THz à des applications réelles telles que la sécurité des aéroports, les capteurs de voiture intelligents, le contrôle de la qualité dans la fabrication et les scanners pour détecter des problèmes de santé comme le cancer de la peau.