Cámara captura imágenes del interior de objetos sólidos

Un equipo ha desarrollado una cámara no lineal capaz de capturar imágenes de alta resolución del interior de objetos sólidos utilizando ondas electromagnéticas de terahercios (THz). Las imágenes producidas con radiación THz se denominan hiperespectrales porque la imagen consta de píxeles, cada uno de los cuales contiene la firma electromagnética del objeto en ese punto.

Situada entre las microondas y el infrarrojo en el espectro electromagnético, la radiación THz penetra fácilmente en materiales como el papel, la ropa y el plástico de la misma manera que lo hacen los rayos X, pero sin ser perjudicial. Es seguro de usar incluso con las muestras biológicas más delicadas. Las imágenes de THz permiten ver la composición molecular de los objetos y distinguir entre diferentes materiales, como el azúcar y la cocaína, por ejemplo.

La huella digital de todos los detalles de la imagen se conserva de tal manera que la naturaleza del objeto puede investigarse con todo detalle. Hasta ahora no se habían considerado posibles cámaras capaces de capturar una imagen hiperespectral preservando los detalles finos revelados por la radiación THz.

El equipo usó una cámara de un solo píxel para obtener imágenes de objetos de muestra con patrones de luz THz. El prototipo puede detectar cómo el objeto altera diferentes patrones de luz THz. Al combinar esta información con la forma de cada patrón original, la cámara revela la imagen de un objeto, así como su composición química.

Las fuentes de radiación THz son muy débiles y las imágenes hiperespectrales tenían, hasta ahora, una fidelidad limitada. Para superar esto, el equipo iluminó un láser estándar sobre un material no lineal único capaz de convertir la luz visible en THz. La cámara prototipo crea ondas electromagnéticas de THz muy cerca de la muestra, de forma similar a como funciona un microscopio. Como las ondas THz pueden atravesar un objeto sin afectarlo, las imágenes resultantes revelan la forma y la composición de los objetos en tres dimensiones.

La próxima fase de investigación consistirá en acelerar el proceso de reconstrucción de imágenes y aplicar cámaras THz a aplicaciones del mundo real, como seguridad en aeropuertos, sensores inteligentes para automóviles, control de calidad en la fabricación y escáneres para detectar problemas de salud como el cáncer de piel.