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太赫兹量子级联激光的三维成像样本

离线im286

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0楼发表于: 2009-09-18 20:44:09

研究者们现已能将高能太赫兹量子级联激光和三维影像重建技术整合。
目前，英国一研究小组已向全球公布第一例整合了高能太赫兹(THz)量子级联激光(QCLs)和三维影像重建技术的影像系统已经问世。经过其聚苯乙烯样本的化验，研究小组成员相信，这一成果在将来的药物定性、安全检查和质量监督方面会大有作为。
在太赫兹成像系统的研究方面，目前大都致力于对于薄切片的二维图象扫描和分析。但在这次的研究中，英国剑桥大学的林恩.格拉登和她来自英国利兹大学与曼切斯特大学的同事们，采用类似的机控X光断层摄影技术方法，对样片进行一系列的横切成像并将其所有影像组合以获得其三维影像的重建。

Scanning setup
“在设计系统的过程中，需要考虑的重要因素包括可用电源，光学设计一以提供精确校准、直径小巧的光束穿过样片并分析数据。” 林恩.格拉登在接受光学组织采访时谈到，“在现有的能源条件下，使用量子级联激光能直接的处理物质。”
研究人员运用分子束晶体外延附生，并基于GaAs-AlGaAs 异质结构生成了高能太赫兹(THz)量子级联激光，发散在2.9 赫兹，激光产生了250 毫微秒（ns）的脉冲，并以80 千赫( kHz )比率重复，发射出最高功率为70 兆瓦（ MW）的脉冲。

Imaging results
在低温恒定器中，量子级联激光不断聚集，并采用一个类似镜片的物体将其发射的光线聚集在样片上。电动分极装置将对样片上的数据进行收集和解释，并有一个Golay 细胞探测器来收集穿透辐射。
“Golay细胞是一个相对精密、敏锐、便宜、适应室温的声光探测仪，”林恩.格拉登解释到，“选择它的原因是因为它不需要低温冷却，并携带方便，所以使用起来也得心应手。”
林恩.格拉登的研究小组通过一系列的样片对其系统的设置进行了测试，其中包括了对一个聚苯乙烯的小丑头像和一个聚四氟乙烯的人像的切片三维成像。
根据林恩.格拉登，成像清晰度通常为800到1100微米并有聚合在样片厚度上的光束决定。尽管捕获一片影像所需要的时间大约为15分钟，但最终的整体三维成像仅仅需要几秒钟。
“现存系统的有限对太赫兹辐射的反射与折射研究势必也会有影响,” 林恩.格拉登解释说，“X光断层摄影技术方法中所使用的氡转化运算阻碍着进一步的研究，尤其是针对折射率小于1.5的物质来说，要来辨别物体真假，那可就难上加难了。”
研究小组现在正致力于发展重建运算和提高实验设计。目前，最大的希望就是能在影像重建过程中，对顾及到多余发散的辐射，提高物质的折射率，并能够对其进行量化研究。
“将来的发展趋势是采用更为先进的光，它将发射出接近 ..

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