Triển vọng chế tạo máy quét an ninh có khả năng phát hiện chất nổ

Sử dụng camera 1 pixel và sóng điện từ Terahertz, nhóm các nhà vật lý tại trường Đại học Sussex đã đưa ra một kế hoạch chi tiết có thể dẫn đến sự phát triển của máy quét an ninh sân bay có khả năng phát hiện chất nổ.

Bà Luana Olivieri, nghiên cứu sinh tiến sĩ và tiến sĩ Juan Sebastian Totero Gongora, một thành viên nghiên cứu về quang tử tại Phòng thí nghiệm Quang tử Emergent của GS. Marco Peccianti và TS. Alessia Pasquazi đã tìm ra một phương pháp sáng tạo để thu với độ chính xác cao không chỉ hình dạng của đồ vật, mà cả thành phần hóa học của đồ vật đó bằng cách sử dụng camera 1 pixel đặc biệt có khả năng hoạt động ở tần số Terahertz (THz).

Dù nghiên cứu ở giai đoạn này gần như là về mặt lý thuyết, nhưng các nhà khoa học đã đưa ra một khái niệm chụp hình mới được gọi là Nonlinear Ghost Imaging với khả năng cho ra hình ảnh chi tiết hơn so với các nghiên cứu trước đây. Nghiên cứu mới đã được công bố trên tạp chí khoa học ACS Photonics.

Bức xạ THz có thể dễ dàng thâm nhập một số vật liệu phổ biến như giấy, quần áo và nhựa.

TS. Juan Sebastian Totero Gongora cho rằng: "Phương pháp của họ tạo nên một loại hình ảnh mới hoàn toàn khác so với những gì bạn thu được từ camera 1 pixel thông thường vì nó cung cấp nhiều thông tin về đồ vật. Hơn nữa, hình ảnh thu được có độ phân giải cao hơn".

Bức xạ Terahertz nằm giữa vi sóng và hồng ngoại trong quang phổ điện từ, có bước sóng lớn hơn nhiều ánh sáng nhìn thấy. Bức xạ THz có thể dễ dàng thâm nhập một số vật liệu phổ biến như giấy, quần áo và nhựa dẫn đến sự phát triển của công nghệ để ứng dụng trong kiểm tra an ninh và kiểm soát hoạt động sản xuất, cho phép mọi người quan sát bên trong các đồ vật và bao bì. Bức xạ gây ra một phản ứng khác với các mẫu sinh học, cho phép các nhà nghiên cứu phân loại các vật liệu gần như không thể phân biệt được bằng ánh sáng nhìn thấy.

Các nhà khoa học tin rằng sóng THz có tiềm năng to lớn trong việc phát triển các ứng dụng quan trọng như phát hiện chất nổ, chẩn đoán y tế, kiểm soát chất lượng trong sản xuất và an toàn thực phẩm. Tuy nhiên, việc chế tạo camera ổn định và chi phí-hiệu quả cũng như xác định các đồ vật nhỏ hơn bước sóng gặp khó khăn. Nhưng nhờ sử dụng một phương pháp mới, nhóm nghiên cứu đã tìm ra cách khắc phục được những hạn chế đó.

Trong khi nghiên cứu trước đây chiếu nhiều mẫu ánh sáng laser chỉ có 1 màu vào các đồ vật để trích xuất hình ảnh, nhưng trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã chiếu sáng đồ vật bằng các mẫu ánh sáng THz chứa màu sắc phổ rộng.

Camera 1 pixel (thay cho camera thông thường chứa nhiều pixel được thương mại phổ biến) có thể thu ánh sáng được phản chiếu bởi đồ vật. Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng camera có thể phát hiện ra cách xung ánh sáng thay đổi bởi đồ vật (ngay cả khi xung THz xuất hiện rất ngắn). Bằng cách kết hợp thông tin này với hình dạng đã được xác định qua các mẫu, thì hình dạng và bản chất của đồ vật đã được thể hiện. Kết quả nghiên cứu là sự cải tiến mạnh mẽ các công nghệ cũ và có thể gây tác động lớn ngoài lĩnh vực camera THz.