Μικροσκόπιο στην περιοχή των Terahertz παράγει υψηλής ακρίβειας εικόνες «φαντάσματα»

Ένας νέος τύπος μικροσκοπίου που μπορεί να ανιχνεύσει ηλεκτρομαγνητικά κύματα της περιοχής terahertz (THz) με πρωτοφανή ακρίβεια που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να αναδομήσουν με λεπτομέρεια εικόνες που είναι απροσπέλαστες μέσω των τυπικών καθιερωμένων μεθόδων. Η συσκευή, η οποία αναπτύχθηκε από ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Sussex, στο ΗΒ, βασίζεται σε μια τεχνική που αποκαλείται μη-γραμμική φαντασματική απεικόνιση (nonlinear ghost imaging) και θα μπορούσε να βρει εφαρμογές σε περιοχές όπως οι επιστήμες ζωής, ο έλεγχος ποιότητας στη βιομηχανία και την ασφάλεια αεροδρομίων.

Η περιοχή των THz βρίσκεται μεταξύ των μικροκυμάτων και της υπέρυθρης ακτινοβολίας στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Όπως και οι ακτίνες-Χ, εύκολα διαπερνούν μέσω των υλικών που είναι αδιαφανή στο ορατό φως, όμως η χαμηλότερη ενέργειά τους σημαίνει αυτό συμβαίνει χωρίς βλάβη των ζωντανών ιστών. Είναι έτσι ασφαλείς για χρήση σε ακόμη και πιο ευαίσθητα δείγματα. Οι εικόνες που παράγονται με τη χρήση ακτινοβολίας THz είναι επίσης υπερφασματική, που σημαίνει ότι κάθε pixel στην εικόνα περιέχει την ηλεκτρομαγνητική υπογραφή της αντίστοιχης περιοχής του απεικονιζόμενου αντικειμένου. Η ιδιότητα αυτή επιτρέπει τους ερευνητές να «οπτικοποιούν» τη μοριακή σύνθεση των αντικειμένων και έτσι να εντοπίζουν τη διάκριση μεταξύ διαφορετικών υλικών.

Μέχρι τώρα, ωστόσο, μικροσκόπια ικανά να συλλαμβάνουν εικόνες που διατηρούν τις ιδιαίτερα λεπτές λεπτομέρειες που αποκαλύπτονται από τα κύματα THz, δεν θεωρούνται πιθανά. Αυτό, εξηγεί ο επικεφαλής του προγράμματος Marco Peccianti, συμβαίνει επειδή οι λεπτομέρειες που θέλετε να δείτε είναι τυπικά πολύ μικρότερες από το μήκος κύματος της περιοχής THz και όσο περισσότερο εστιάζεις σε αυτά, τόσο η ηλεκτρομαγνητική υπογραφή τους αλλάζει. «Η κύρια πρόκληση στις κάμερες THz σήμερα δεν είναι μόνο σχετική με το να συλλέξει μια εικόνα αλλά σχετική με την διατήρηση του φασματικού αποτυπώματος του αντικειμένου, που μπορεί εύκολα να καταστραφεί με τη τεχνική που χρησιμοποιείται», αναφέρει ο Peccianti, που ηγείται του εργαστηρίου EPic (Emergent Photonics) στο Sussex.

Πηγή: Physics World

Περισσότερα στη δημοσίευση: Hyperspectral terahertz microscopy via nonlinear ghost imaging. Optica.