太赫兹光对决恐怖分子（三）捕捉神奇

许多方法都可以探测到太赫兹光，但其中最常见的探测方式只不过是太赫兹生成技术的延伸，回顾皮秒脉冲发生器和连续波发生器，你可以轻易的捕获激光束，进行分光，并将其导入另外的光导天线结构。你对穿过天线的电流进行测量，而不是通过提供穿过天线的电压来推动电流前进。至于脉冲生成方案中，当激光脉冲撞击光导体，它便会创造短时成对的电子与空穴。这些成对的电子与空穴在引入太赫兹光波的电场影响下将穿过天线，因此天线中增大的电流就可充当测定太赫兹辐射的工具。 zphStiwIQ  
因为仅在激光脉冲允许的一皮秒左右时间内探测器可感应到太赫兹光，因此要捕获引入太赫兹光的完整波形需要多个脉冲。为了获取完整波形，以激光使用较长路径的形式，对探测器的光学光纤进行了微量延迟。一系列增加电场的测量产生了太赫兹波的切面图形，并且可以通过电脑将所有图形拼贴完善起来。 r,dxW5v.  
当采用成对可调激光而非脉冲时，这一原理同样有效。例如先前涉及到的可调激光，其频率的差异与太赫兹频率相同。当太赫兹撞击天线，它们和激光的太赫兹频率相混合，从而产生直流电信号。这两种工作原理就运用在TeraView, Picometrix,以及其他公司所生产探测系统中。 8%#uZG\}  
当然，探测仅仅是成像的第一步。最简单的成像方式是针对某物体进行单一图像的传送与扫描，并记录相位和每个点位反射太赫兹波的振幅。“艺术状态太赫兹成像”（State-of-the-art terahertz-imaging）安全系统就可以每秒100像素的速度进行光栅扫描。当然这一速度并不能进行视频扫描，但对于传送带上皮包的扫描却可以实现。一个装有手枪、玻璃杯、小刀的公文包，采用Picometrix.太赫兹辐射脉冲成像系统以每像素1.5毫米的分辨率进行扫描，所需时间大致会有半个小时。 BF6H_g  
尽管有没有太赫兹相机芯片，但却有红外线相机芯片。通过调整红外线相机芯片可捕获太赫兹光。这些芯片可在每个像素上探测出红外线辐射，因为辐射减少小片半导体电阻。由此，这些芯片对太赫兹辐射会产生轻微反应，但要得到清楚的成像，你需要类似正在发展中的量子级联激光这类的光源。 Jh:-<xy)  
另外一个红外线探测概念是电光太赫兹成像。在这一理念中，太赫兹波撞击某种晶状体—如锌、碲化物—如此可造成晶体指标发生改变。其结果是穿过晶体的红外线极化发生偏转。在晶体和相机芯片之间放置一个极化滤光器，使之能阻挡没有发生偏转的红外线，由此来获得太赫兹图像的红外线重建。从某种意义上来说，太赫兹辐射已经在电磁频谱上转化为红外线。这样的相机能在六分之一秒内实现照片的拍摄，比光栅扫描更快，可以达到产生视频的速度。但是不巧的是，它同样会抹杀部分光谱信息使其化学指纹失效。撞击晶体的太赫兹波长混合之中，但是产生图像最关键的晶体折射指数改变，对色彩相对来说并不敏感。
?hpk)Qu  
在不断努力的探索过程中，既达到理想速度又完成光谱测试还要价格合理，新泽西州理工大学的研究团队正致力于他们所设计的成像仪的研发。他们只采用了十多个探测器便可以快速实现视频的成像，其分辨率可以和千万像素的数码相机相比较。这一技术被称为干涉测量成像法，是基于成像过程中一个常见的数学原理—空间傅立叶变换（spatial Fourier transform）。根据傅立叶理论，任何信号都可以被分解为多个不同频率、相位和振幅的正弦波集合。尽管不太直观，任何图像都具有这样的特质。设想一个足球教练身穿传统的黑白相间竖条运动衫，这一图像的空间傅立叶变换将由与运动衫相匹配的频率所支配。 )uyh  
当太赫兹波到达一对探测器后，干涉测量成像仪从电场的测量实现图片的空间傅立叶变换，而不是直接捕获图像本身。然后由电脑再一次转换信息从而描绘出真实的图像。对于干涉测量成像仪，空间频率由并排成对探测器之间的距离所描绘。 Ljxn}):[  
干涉测量成像仪所具有的优势是当你增加探测器的数量时，你能测量的空间频率数量也会大幅度增加。例如，设想3个探测器不均匀的分布在一条线路上，1号与2号之间的距离不同于2号和3号之间的距离，也不同于1号和3号之间的距离，因此它们所产生的空间频率也不相同。在更远的地方增加第4号探测器，现在形成的成对探测器为1号和2号、2号和3号、3号和4号、1号和3号、1号和4号、以及2号和4号，也就是6个空间频率。总的来说，对于n个探测器，其空间频率的数量就为n(n–1)/2。 cjO,#W0&f  
]j:Ikb}  
太赫兹与光谱指纹 `P4qEsZE>`  
傅立叶成像可以实现实时成像，其相机速度的主要局限在于电脑将探测器中数据数字化和相关运算所需花费的时间。反向转化图像的分辨率源自转化过程中空间频率的数量和排列。设想在傅立叶成像变换中的一张足球教练的图片，努力将你自己集中在其运动衫的频率上，一个或2个，当你反向转化图像时，你可能可以分辨球衣上的竖条，但是图片的其余部分将比较模糊。但是如果能实现十多个反向转化，或是更多，上百个空间频率，那么这张反向转化图像就可以更加清晰。 VbX$i!>8  
我们所研发的一种成像仪是由12个探测器组成。它们呈螺旋型地被安装在一个1米大磁盘上，可测量66个空间频率。该成像仪可在50米范围内有效识别只有2.5平方厘米大的塑料炸弹。 PZl(S}VY  
太赫兹成像技术尽管功能强大，但没有哪一种成像或探测技术可以使安全系统中的所有威胁一网打尽。每一种技术各自都有自身的优缺点。但是当几种技术联合使用形成整套安检系统时，其组合的威力的确明显增加。比如，设想一下你如何在机场或安检点对卡车进行检测？通常探测系统包括了核辐射探测器、X光系统来透视卡车金属车壳以监视其内部结构，等等。但是如何去探测卡车司机本身？他可能藏匿了武器、炸弹、卡车内的引爆机制、或是其他可能的危险物品，而只对卡车扫描根本无从发现。你不能用X光扫描卡车司机，但是你可以让他接受更为安全的包括太赫兹成像仪之类的成像扫描。 mwTn}h3N  
当然，扫描成像技术在安全领域的应用远比最初看起来更加具有挑战性。它首先必须适应真实的工作环境，因此它的体积不宜过大。在原本已经非常拥挤的机场安检点更需要体积小巧的成像仪。同时它应当高效、假警报率低，否则它将成为人流或物流的瓶颈区。 _V|'iz9.  
如果不考虑附加的光谱学分析，太赫兹成像仪在近距离扫描成像方面几乎已达到所有实践要求。相信再经过几年的研发，实现更小、更紧凑、更亮太赫兹光源和更敏锐的探测器的工作将取得更大的成绩。 2=N
YBOE  
以现在的发展速度来看，实现50米内行李包中危险品的识别至少还需要5年时间。要辨别危险品的具体化学成分，是墨西哥玉米面豆卷还是TNT炸药，则另外至少还需要5年时间。至于让它们小到就 .. 9~mi[l~  
`0Q:d'  

未注册仅能浏览部分内容，查看全部内容及附件请先 登录 或 注册