新的相机系统可以利用太赫兹波长进行更好的成像

一组工程师开发了一种新型相机，可以检测太赫兹（THz）波长的辐射。这种新的成像系统可以非常详细地看到某些材料，这可以使它用于安全扫描仪和其他传感器。

上图：艺术家对工作中新太赫兹成像系统的描绘。

太赫兹（THz）辐射是一种波长介于微波和可见光之间的辐射，这些频率在一类新的成像系统中显示出了希望。它们可以穿透许多材料并捕捉到新的细节水平，重要的是，它的辐射是非电离的，这意味着它在人体上使用时比X射线更安全。

问题是，目前捕捉太赫兹波长的探测器体积庞大、速度慢、价格昂贵（或者这些因素的某种组合），难以在实际条件下运行。但在一项新的研究中，麻省理工学院、三星和明尼苏达大学的研究人员开发了一种新系统，可以在正常的室温和压力下快速、精确地检测太赫兹（THz）脉冲。

新系统的关键是所谓的量子点（quantum dots）。最近的研究表明，当这些微小的粒子受到太赫兹波的撞击时，它们会在可见光中发出荧光，然后可见光就可以被传统的相机探测器捕捉到。由此产生的图像不仅可以检测低强度太赫兹脉冲，而且可能揭示光束的偏振。

该设备由堆叠中的多个层组成。第一个是由狭缝隔开的纳米级金线阵列，随后是一层量子点层。在它的上方是一个传统的CMOS图像传感器，当量子点被传入的太赫兹波击中时，它会拾取量子点发出的可见光。对于能够捕捉光束偏振的探测器版本，水平狭缝被一层环形狭缝取代。

在测试中，该团队表示，新设备能够在比现有系统低得多的强度水平上接收太赫兹脉冲，同时体积更小，制造成本更低。事实上，该设备的每一层都可以用目前制造微芯片的技术制造出来。最重要的是，目前没有任何系统能够捕捉到这种极化现象。

然而，在这项技术商业化之前，还有很多工作要做。该团队特别指出，太赫兹辐射源仍然相当繁琐，但其复杂性在未来也可能会下降。

成像并不是太赫兹辐射的唯一潜在用途 —— 这些波长也有望在未来十年左右，成为6G通信系统的基础。

这项新研究发表在《自然纳米技术》杂志上。

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