Прорыв в области дистанционного волнового сканирования, сделанный группой исследователей политехнического института Ренсселаер (Rensselaer) открывает путь для обнаружения скрытых взрывчатых веществ, химических или биологических агентов, запрещённых наркотиков с расстояния 20 метров.
Новые оптические системы, с использованием терагерцовой (THz) волновой технологии, имеет огромный потенциал для национальной безопасности и военного применения, поскольку он может «видеть сквозь» одежду и другие упаковочные материалы и может немедленно определять уникальные терагерцовые «отпечатки пальцев» любых спрятанных материалов.
ТГц волны занимают значительную часть электромагнитного спектра между инфракрасными и СВЧ полосами, которые могут обеспечивать технологии обработки изображений и обнаружения, недоступные в обычных технологиях, таких как рентген и микроволны.
«Потенциал дистанционного зондирования ТГц волнами был признан уже несколько лет, но практическое применение было заблокировано тем фактом, что окружающая влажность мешает распространению микроволновых волн», сказал Xi-Cheng Zhang, директор Центра исследований ТГц в Ренсселере.
Zhang, научный профессор в Ренсселере, является автором статьи, которая будет опубликована на следующей неделе в журнале «Природная фотоника». Под названием «широкополосные волны терагерцового дистанционного сканирования с использованием когерентной манипуляции флуоресценции от асимметрично ионизированных газов», в документе описываются новые системы в деталях.
«Все-оптические» (all-optical) методики для дистанционного сканирования ТГц с используют лазерно-индуцированную флуоресценцию, фокусируя 2 лазерных пучка вместе в воздухе, чтобы удалённо создавать плазму, которая взаимодействует с генерируемыми ТГц волнами. Флуоресценции плазмы несёт в себе информацию из материалов цели в детектор, где результат мгновенно сравнивается с ТГц спектрами материалов из «библиотеки», сделав возможным мгновенную идентификацию материала цели.
«Мы показали, что можно фокусировать 800 нм и 400 нм лазерные лучи вместе в воздухе, чтобы дистанционно создавать плазму, взаимодействующую с ТГц волнами и использующую флуоресценцию плазмы для передачи информации терагерцовой волны обратно на местный детектор», сказал Чжан.
Повторные террористические угрозы и попытки взрыва в канун Рождества на борту самолета Northwest Airlines повысили интерес к разработке возможностей ТГц сканирования, особенно среди Национальной безопасности и министерства обороны, которые вложили много средств в исследования Ренсселаер.
Из-за того, что ТГц излучение передаёт через практически всё, кроме металла и жидкости, волны могут «видеть» через большинство материалов, которые могут быть использованы для сокрытия взрывчатых веществ или других опасных материалов. К таким упаковкам относятся гофрокартон, одежда, обувь, рюкзаки, а так сумки для книг.
В отличие от рентгеновских лучей, ТГц излучение создаёт минимальную угрозу здоровью. Тем не менее, техника не может обнаружить материалы, которые могут быть сокрыты в полости тела.
«Наша технология не сможет помочь владельцам африканских алмазных шахт, которые заинтересованы в том, чтобы остановить своих работников от воровства алмазов путём их проглатывания», сказал Zhang.
Хотя большинство исследований проводилось в лабораторных условиях, эта технология портативна и может быть использована для того, чтобы проверять рюкзаки или оставленный в аэропорту багаж на предмет взрывчатки, других опасных материалов или запрещённых наркотиков. В боевых условиях, он также может обнаруживать скрытую взрывчатку.
Тот факт, что каждое вещество имеет свой собственный уникальный ТГц «отпечаток» поможет показать, какое соединение или соединения сокрыты. Это потенциал, от которого ожидается немало важных и неожиданных применений. В случае химических разливов, например, сканирование может определить состав токсичной смеси. Так как процесс сканирования дистанционный, никому не нужно будет находится в опасной зоне.
«Я считаю, что можно прогнозировать в течение нескольких лет доступность и готовность науки и технологий ТГц для промышленного и оборонного использования», сказал Zhang.
Соавторами статьи для «Природа фотоники» являются Jingle Liu из Ренсселаер, научный сотрудник Цзяньмин Дай (Jianming Dai), и профессор Си-Линг Чин (See-Leang Chin) квебекского университета Лаваль.
Источник: www.secprodonline.com
Перевод: Aercom.by
