拉夫堡大学的科学家首次证明太赫兹波相机可以捕获隐藏在小物体内的微观物体的3D图像。首席研究员Luana Olivieri博士表示，尽管该研究还处于早期阶段，但该团队的最新研究可能“对癌症筛查，安全和材料研究相关的一系列领域产生重大影响”。这项研究是与Marco Peccianti教授、Luke Peters博士、Juan S. Totero博士和新兴光子学研究中心（EPicX）的专家团队合作进行的，表明太赫兹波可用于定位和识别微观三维空间中的嵌入式物体和特征，例如裂缝和气泡。该研究已发表在ACS Photonics杂志上，并登上最新一期杂志封面。
金属物体使用太赫兹波相机成像，然后进行的艺术渲染图像
太赫兹波是电磁频谱中尚未过多探索的部分，其频率介于微波和红外光之间。太赫兹波具有多种特性，使其非常有用，例如能够穿透不透明物体而不造成伤害。然而，太赫兹成像领域的主要问题之一是观察微观物体的能力有限。Olivieri博士和EPicX团队通过开发一种称为“时间分辨非线性鬼影成像”的独特方法克服了这一限制，该方法结合了一系列先进的检测方法，涉及操纵光并测量它如何随着时间的推移穿过物体。
该方法可以更清楚地看到较小的物体，尽管到目前为止，它只被证明适用于2D物体。在其最新的研究中，研究人员证明该技术可以通过用太赫兹辐射探测4毫米×4微米×600微米的立方体来捕获微观物体的3D图像。
研究人员的成像技术使他们能够分离和区分来自不同深度的信息，并以非常高的精度创建立方体的详细3D图像 – 使其能以从未有的方式观察其中物体的化学和物理性质。Olivieri博士和团队能探测隐藏在小至60微米的立方体内部的特征，这大约是人类头发的宽度。
虽然它看起来不是很小，但通常太赫兹波只能识别大约300微米或更大的物体，这就是太赫兹以前被排除在显微镜之外的原因。Olivieri博士谈到这项研究的重要性时表示：“这种新方法是可行的，由于它使我们能够看到传统方法无法触及的太小或太模糊的东西。了解光如何穿过物体通常是一项复杂的任务，但通过这个过程，我们可以检索加密的信息、解开多维数据，以揭示微观尺度上的隐藏和’不可见’物体。最重要的是，太赫兹使我们能够看穿可见光不透明的物体并产生3D图像。”
Peters博士补充道：“在医学上，太赫兹成像可用于检测和诊断肉眼不可见的皮肤癌。在安全方面，它可以用来扫描人们是否有隐藏的武器或爆炸物，而无需物理侵入性搜查。在材料科学中，太赫兹成像可用于研究新材料的特性，并识别可能影响其性能的缺陷或杂质。我们的工作能够将这些功能扩展到微观领域。”
EPicX主任Peccianti教授评论道：“这项工作是作为拉夫堡大学新兴光子学研究中心的一部分开发的，该中心是围绕重大技术经济和社会挑战，召集关键核心科学家，并通过光子学和太赫兹技术来应对它们。” 论文链接：
DOI: 10.1021/acsphotonics.2c01727
