斯洛文尼亞盧布爾雅那大學(xué)Janez Trontelj教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊開發(fā)了一套小型化太赫茲成像系統(tǒng)和微型版本的THz傳感器，可用于檢測THz光束或?qū)崟r捕獲反射/透射THz圖像。該系統(tǒng)集成了所有必要的電子設(shè)備，數(shù)據(jù)處理模塊和USB到串行驅(qū)動程序，可以輕松地嵌入到其他系統(tǒng)中或在計算機系統(tǒng)內(nèi)的高度集成。系統(tǒng)可以獲得2D和3D圖像，具有出色的靈敏度、信噪比和深度分辨率。

圖1、微型太赫茲傳感器系統(tǒng)

系統(tǒng)的檢測是基于照明THz波束和目標反射THz波束的混頻的原理。由于兩個波束的行進長度存在差異，所以混頻的結(jié)果是與調(diào)制速率線性相關(guān)的低頻光束。系統(tǒng)中最重要的器件是太赫茲傳感器，它同時執(zhí)行信號檢測，以及對LO信號和目標反射信號進行混頻。為此，研究團隊使用了天線耦合的納米測輻射熱（nano-bolometer）的MEMS器件，按八個像素為一組的線性陣列排列。THz傳感器傳感器懸置在真空中，從而保證了出色的靈敏度和信噪比。經(jīng)測量，傳感器靈敏度達到1000V / W，噪聲等效功率約為5pW / pHz。

圖2、雙頻THz傳感器系統(tǒng)

左：兩個陣列，每個16個傳感器，其工作在0.3和0.6THz的中心頻率（分別為10和60GHz的帶寬）；

右：四個寬帶傳感器陣列（0.2-1THz），具有專用的四通道專用集成電路，用于前端信號處理。

圖3所示是系統(tǒng)獲得的THz圖像。2D圖像包括關(guān)于從物體反射的光束的強度信息，而3D圖像還通過反射信號的距離提供了物體在空間中的位置的信息。

圖3、系統(tǒng)獲得的THz圖像。

左：卷繞在塑料卷軸上并封裝在盒子中的線圈的2D圖像；

右：一個充滿氣體的點煙器的三維太赫茲圖像。

憑借太赫茲傳感器的高靈敏度，該系統(tǒng)可以獲得低至幾微米的深度分辨率。因此，該系統(tǒng)可以在許多方面得以應(yīng)用。例如在THz頻率下透明或半透明的材料的定位和層析成像，如圖4所示。物體被包裝在視覺上不透明的材料中，例如塑料包裝紙，紙板和紙箱。

圖4、在THz頻率下透明或半透明的幾個對象的THz斷層成像結(jié)果。

Janez Trontelj教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊未來的挑戰(zhàn)是開發(fā)一種微型、集成和高效的太赫茲源來代替低效的頻率倍頻器，而且初步設(shè)計已經(jīng)顯示出很大希望。