太赫茲波介于紅外波段和毫米波段之間，具有許多獨(dú)特的性質(zhì)，因此在無(wú)損檢測(cè)、安全篩查、生物醫(yī)學(xué)診斷、文化遺產(chǎn)保護(hù)、化學(xué)鑒定、材料表征和大氣/天體物理學(xué)研究等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。然而，由于太赫茲波的單像素特性和光柵掃描獲取圖像數(shù)據(jù)的要求，現(xiàn)有的太赫茲成像系統(tǒng)需要數(shù)十分鐘到數(shù)十小時(shí)的成像時(shí)間。

為了充分發(fā)揮太赫茲成像在現(xiàn)實(shí)世界中的應(yīng)用潛力，太赫茲圖像傳感器陣列和先進(jìn)計(jì)算成像算法的發(fā)展，正在逐步解決傳統(tǒng)系統(tǒng)冗長(zhǎng)的成像過程。

在發(fā)表于《光科學(xué)與應(yīng)用》（Light Science & Application）雜志上的一篇新論文中，由加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)的Mona Jarrahi教授和Aydogan Ozcan教授領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)，從硬件和計(jì)算成像的角度回顧了高通量太赫茲成像系統(tǒng)最新發(fā)展。

他們介紹了各種圖像傳感器陣列，這些圖像傳感器陣列已被用于開發(fā)高通量頻域和時(shí)域太赫茲成像系統(tǒng)。在頻域類別中，被成像對(duì)象的單頻或頻率平均響應(yīng)被捕獲。頻域太赫茲成像系統(tǒng)中使用的各種類型的傳感器陣列包括基于微波輻射計(jì)、場(chǎng)效應(yīng)晶體管、光子傳感器和超導(dǎo)傳感器的圖像傳感器陣列。

基于圖像傳感器陣列的不同太赫茲成像系統(tǒng)的功能和局限性總結(jié)

在時(shí)域類別中，被成像對(duì)象在脈沖太赫茲照明下的超快時(shí)間響應(yīng)被捕獲，這不僅提供了振幅和相位，還提供了超快的時(shí)間和光譜信息。綜述了兩種主要的無(wú)光柵掃描太赫茲時(shí)域成像系統(tǒng)：一種基于光電采樣和光學(xué)相機(jī)，另一種基于光導(dǎo)天線陣列。比較了頻域和時(shí)域太赫茲成像系統(tǒng)的功能和局限性，并討論了現(xiàn)有成像系統(tǒng)的可能修改，以實(shí)現(xiàn)新的/增強(qiáng)的功能。