Câmera Avançada de Imagem THz Revela Visualizações Internas de Alta Resolução 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 de terahertz (THz). Imagens produzidas usando radiação THz são chamadas hiperespectrais porque a imagem consiste em pixels, cada um contendo a assinatura eletromagnética do objeto naquele ponto.

Situada entre micro-ondas e infravermelho no espectro eletromagnético, a radiação THz penetra facilmente materiais como papel, roupas e plástico da mesma forma que raios-X, mas sem ser prejudicial. É seguro usar até com as amostras biológicas mais delicadas. A imagem THz torna possível 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 completos. Até agora, câmeras capazes de capturar uma imagem hiperespectral preservando detalhes finos revelados por radiação THz não eram consideradas possíveis.

A equipe usou uma câmera de pixel único para imaginar objetos de amostra com padrões de luz THz. O protótipo pode detectar como o objeto altera diferentes padrões de luz THz. Combinando esta informação com a forma de cada padrão original, a câmera revela a imagem de um objeto, bem como sua composição química.

Fontes de radiação THz são muito fracas e a imagem hiperespectral tinha, até agora, fidelidade limitada. Para superar isso, a equipe direcionou um laser padrão para um material não linear único capaz de converter luz visível em THz. A câmera protótipo cria ondas eletromagnéticas THz muito próximas da amostra, similar a como um microscópio funciona. Como ondas THz podem viajar através de um objeto sem afetá-lo, as imagens resultantes revelam a forma e composição de objetos em três dimensões.

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