A câmera de imagem fantasma não linear com resolução temporal usa um cristal não linear para converter luz laser padrão em padrões terahertz, permitindo a reconstrução de amostras complexas usando um único pixel terahertz. Crédito:University of Sussex
Uma equipe de físicos da Universidade de Sussex desenvolveu com sucesso a primeira câmera não linear capaz de capturar imagens de alta resolução do interior de objetos sólidos usando radiação terahertz (THz).
Liderado pelo Professor Marco Peccianti do Laboratório de Fotônica Emergente (EPic), Luana Olivieri, O Dr. Juan S. Totero Gongora e uma equipe de estudantes de pesquisa construíram um novo tipo de câmera THz capaz de detectar ondas eletromagnéticas THz com precisão sem precedentes.
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 microondas e 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 até mesmo 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.
Explicando o significado de sua conquista, O professor Peccianti disse:"O principal desafio das câmeras THz não é coletar uma imagem, mas trata-se de preservar a impressão digital espectral dos objetos que podem ser facilmente corrompidos por sua técnica. É aqui que reside a importância da nossa conquista. A impressão digital de todos os detalhes da imagem é preservada de forma que possamos investigar a natureza do objeto em todos os detalhes. "
Renderização artística do campo terahertz transmitido por um objeto abstrato. Crédito:University of Sussex
Até agora, câmeras capazes de capturar uma imagem hiperespectral preservando todos os detalhes revelados pela radiação THz não foram consideradas possíveis.
A equipe do EPic Lab usou uma câmera de pixel único para imagens de objetos de amostra com padrões de luz THz. O protótipo que eles construíram 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 de Sussex projetou um laser padrão em um material não linear exclusivo, capaz de converter a luz visível em THz. O protótipo da câmera cria ondas eletromagnéticas THz muito perto da amostra, semelhante ao funcionamento de um microscópio. Como as ondas THz podem viajar através de um objeto sem afetá-lo, as imagens resultantes revelam a forma e a composição dos objetos em três dimensões.
Dr. Totero Gongora disse:"Este é um grande passo em frente porque demonstramos que todas as possibilidades exploradas em nossa pesquisa teórica anterior não são apenas viáveis, mas nossa câmera funciona ainda melhor do que esperávamos. Ao construir nosso dispositivo, descobrimos várias maneiras de otimizar o processo de imagem e agora a tecnologia é estável e funciona bem. A próxima fase de nossa pesquisa será acelerar o processo de reconstrução de imagem e nos aproximar da aplicação de câmeras THz em aplicações do mundo real; como a segurança do aeroporto, sensores inteligentes de carro, controle de qualidade na fabricação e até mesmo scanners para detectar problemas de saúde como câncer de pele. "
