Caméra d'imagerie THz avancée révèle des vues internes haute résolution d'objets solides

Une équipe a développé une caméra non-linéaire capable de capturer des images haute résolution de l'intérieur d'objets solides en utilisant des ondes électromagnétiques térahertz (THz). Les images produites en utilisant le rayonnement THz sont appelées hyperspectrales car l'image consiste en 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 des matériaux comme le papier, les vêtements et le plastique de la même manière que les rayons X mais sans être nocif. Il est sûr à utiliser avec même les échantillons biologiques les plus délicats. L'imagerie THz permet de voir la composition moléculaire des objets et de distinguer entre différents matériaux comme le sucre et la cocaïne, par exemple.

L'empreinte de tous les détails de l'image est préservée de telle façon que la nature de l'objet peut être investiguée en détail complet. Jusqu'à présent, les caméras capables de capturer une image hyperspectrale préservant les détails fins révélés par le rayonnement THz n'avaient pas été considérées comme possibles.

L'équipe a utilisé une caméra à pixel unique pour imager des objets échantillons avec des motifs de lumière THz. Le prototype peut détecter comment l'objet altère différents motifs de lumière THz. En combinant cette information 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. La caméra prototype crée des ondes électromagnétiques THz très près de l'échantillon, de manière similaire à 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 sera d'accélérer le processus de reconstruction d'image et d'appliquer les caméras THz à des applications réelles telles que la sécurité aéroportuaire, les capteurs de voitures intelligentes, le contrôle qualité en fabrication, et les scanners pour détecter des problèmes de santé comme le cancer de la peau.