Câmera captura imagens do interior de objetos sólidos

Uma equipe desenvolveu uma câmera não linear capaz de capturar imagens de alta resolução do interior de objetos sólidos usando ondas eletromagnéticas terahertz (THz). Imagens produzidas usando radiação THz são chamadas de hiperespectrais porque a imagem consiste em pixels, cada um contendo a assinatura eletromagnética do objeto naquele ponto.

Situada entre as microondas e o infravermelho no espectro eletromagnético, a radiação THz penetra facilmente em materiais como papel, roupas e plástico da mesma forma que os raios X, mas sem ser prejudicial. É seguro usar mesmo com as amostras biológicas mais delicadas. A imagem THz permite ver a composição molecular de objetos e distinguir entre diferentes materiais, como açúcar e cocaína, por exemplo.

A impressão digital de todos os detalhes da imagem é preservada de tal forma que a natureza do objeto pode ser investigada em detalhes. Até agora, câmeras capazes de capturar uma imagem hiperespectral preservando detalhes finos revelados pela radiação THz não eram consideradas possíveis.

A equipe usou uma câmera de pixel único para obter imagens de objetos de amostra com padrões de luz THz. O protótipo pode detectar como o objeto altera diferentes padrões de luz THz. Ao combinar essas informações com a forma de cada padrão original, a câmera revela a imagem de um objeto, bem como sua composição química.

As fontes de radiação THz são muito fracas e as imagens hiperespectrais tinham, até agora, fidelidade limitada. Para superar isso, a equipe iluminou um laser padrão em um material não linear exclusivo capaz de converter a luz visível em THz. A câmera protótipo cria ondas eletromagnéticas THz muito próximas da amostra, semelhante ao funcionamento de um microscópio. Como as ondas THz podem atravessar um objeto sem afetá-lo, as imagens resultantes revelam a forma e a composição dos objetos em três dimensões.

A próxima fase da pesquisa será acelerar o processo de reconstrução de imagens e aplicar câmeras THz a aplicações do mundo real, como segurança de aeroportos, sensores inteligentes de carros, controle de qualidade na fabricação e scanners para detectar problemas de saúde como câncer de pele.