카메라는 고체 물체의 내부 이미지를 캡처합니다.

한 팀이 테라헤르츠(THz) 전자기파를 사용하여 고체 물체 내부의 고해상도 이미지를 캡처할 수 있는 비선형 카메라를 개발했습니다. THz 복사를 사용하여 생성된 이미지는 이미지가 픽셀로 구성되어 있고 각 픽셀은 해당 지점에 있는 물체의 전자기 서명을 포함하기 때문에 초분광이라고 합니다.

전자기 스펙트럼의 마이크로파와 적외선 사이에 있는 THz 방사선은 X선과 같은 방식으로 종이, 옷, 플라스틱과 같은 물질을 쉽게 통과하지만 해롭지는 않습니다. 가장 섬세한 생물학적 시료에도 안전하게 사용할 수 있습니다. THz 이미징을 사용하면 물체의 분자 구성을 확인하고 예를 들어 설탕과 코카인과 같은 다양한 물질을 구별할 수 있습니다.

이미지의 모든 세부 사항의 지문은 개체의 특성을 자세히 조사할 수 있는 방식으로 보존됩니다. 지금까지 THz 방사선에 의해 드러난 미세한 세부 사항을 보존하는 초분광 이미지를 캡처할 수 있는 카메라는 가능한 것으로 간주되지 않았습니다.

팀은 단일 픽셀 카메라를 사용하여 THz 빛 패턴으로 샘플 개체를 이미지화했습니다. 프로토타입은 물체가 THz 광의 다른 패턴을 어떻게 변경하는지 감지할 수 있습니다. 이 정보를 각 원본 패턴의 모양과 결합하여 카메라는 물체의 이미지와 화학 성분을 보여줍니다.

THz 방사선 소스는 매우 희미하고 초분광 이미징은 지금까지 제한된 충실도를 가지고 있었습니다. 이를 극복하기 위해 팀은 가시광선을 THz로 변환할 수 있는 고유한 비선형 재료에 표준 레이저를 조사했습니다. 프로토타입 카메라는 현미경이 작동하는 방식과 유사하게 샘플에 매우 가까운 THz 전자기파를 생성합니다. THz 파동은 물체에 영향을 주지 않고 바로 통과할 수 있으므로 결과 이미지는 물체의 모양과 구성을 3차원으로 나타냅니다.

연구의 다음 단계는 이미지 재구성 프로세스를 가속화하고 THz 카메라를 공항 보안, 지능형 자동차 센서, 제조 품질 관리, 피부암과 같은 건강 문제를 감지하는 스캐너와 같은 실제 애플리케이션에 적용하는 것입니다.