發射的激光具有危險性,因為某些激光會產生可能危害研究人員或者引起火災的不可見紅外光束。格拉斯哥大學激光室采用FLIR i7紅外熱像儀,確保其使用太赫茲激光研究裝置時的自身安全。
格拉斯哥大學工程學院微係統技術研究小組研究助理Yong Ma解釋道:“我(wo)們(men)實(shi)驗(yan)室(shi)的(de)激(ji)光(guang)係(xi)統(tong)會(hui)產(chan)生(sheng)不(bu)可(ke)見(jian)的(de)高(gao)強(qiang)度(du)紅(hong)外(wai)激(ji)光(guang)輻(fu)射(she)。這(zhe)些(xie)不(bu)可(ke)見(jian)光(guang)束(shu)可(ke)能(neng)對(dui)研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)有(you)危(wei)險(xian),這(zhe)一(yi)點(dian)可(ke)能(neng)不(bu)需(xu)要(yao)我(wo)解(jie)釋(shi)。我(wo)們(men)會(hui)戴(dai)護(hu)目(mu)鏡(jing),防(fang)止(zhi)眼(yan)睛(jing)受(shou)損(sun)傷(shang);但dan是shi如ru果guo不bu可ke見jian光guang束shu接jie觸chu到dao我wo們men的de衣yi服fu或huo是shi皮pi膚fu,可ke能neng造zao成cheng嚴yan重zhong人ren身shen傷shang害hai。因yin此ci,我wo們men需xu要yao安an全quan設she備bei用yong於yu確que定ding這zhe些xie不bu可ke見jian光guang束shu。這zhe時shi候hou就jiu要yao用yong到daoFLIR紅外熱像儀。”
確保研究人員安全
Ma解釋道:“每次使用太赫茲激光研究裝置之前,我總是會用FLIR i7紅外熱像儀掃描整個區域,檢測紅外激光束的投射方向是否有錯,以確保安全。但是,這不是我利用FLIR i7紅外熱像儀的唯一應用環境。我還將其用於監控電氣設備、氣體閥、含氣管和氣罐的超溫情況。” Ma繼續說:“不可見太赫茲激光束分兩步生成。第一步是CO2中紅外激光係統。這種係統產生10.6微米波長頻率的50瓦特紅外激光束。這一常規紅外激光束,通過加壓的甲醇通道,被轉化為太赫茲激光束。因此而產生的太赫茲激光擁有150毫瓦特強度以及119微米波長頻率。”

讓不可見紅外光束“現形”
chanshengdetaihezihongwaijiguangshubeirenweishifuheanquanguichengyaoqiudesijijiguang,zheyaoqiushiyanshicaozuorenyuandaianquanhumujing。yinci,rangbukejianjiguangkeshihua,duibaozhengzhuangzhideanquanzhiguanzhongyao。Ma說道:“為此,我們使用FLIR i7hongwairexiangyi,yinweizhekuanhongwairexiangyixingjiabigao。tadeweiliangrexingtanceqibingfeizhuanyongyujiancetaihezibochangpinlvdehongwaifushe。taihezijiguangchanshenghongwaiguangshudebochangpinlvwei119微米,而FLIR i7紅外熱像儀的波長範圍為7.5-13微米。”
Ma繼續道:“這意味著FLIR i7紅外熱像儀並不是直接對光束進行檢測。但是,如果太赫茲激光產生的紅外光束接觸到物體或表麵,均會使其升溫。使用FLIR i7紅外熱像儀,可以非常輕鬆地檢測到這種升溫情況。我正是使用此原理,確保沒有任何雜散的紅外光束從裝置從泄漏出來。”

校準光學設備
為了將不可見太赫茲紅外激光束引至特定目標,Ma采用了大量不同的紅外鏡頭和鏡麵。但是,瞄準不可見激光束具有一定挑戰性。這也是他使用FLIR i7紅外熱像儀的另一個原因,Ma表示:“擁有FLIR i7紅外熱像儀之前,我使用的是熱敏紙;熱敏紙變熱時,會變色,從而檢測太赫茲紅外光束並校準光學組件,但是該方法不夠準確而且速度較慢。有了FLIR i7紅外熱像儀,我可以更加準確地檢測紅外光束並校準裝置的光學組件。”
據Ma介紹,該研究項目旨在開發可用於大量應用環境中的太赫茲成像係統。“電磁光譜的太赫茲區域位於微波與中紅外區域之間,該區域通常由0.1-10兆赫的頻率範圍來確定。它是電磁光譜中被探索得最少的範圍之一,但是,它在科學、安保以及醫藥等領域顯示出巨大的應用潛力。
比x射線或超聲波更安全
Ma繼續道:“與其它類型的紅外輻射相比,太赫茲紅外輻射在多數材料中穿透更深。它可以穿透許多介質材料,比如衣服、紙箱、塑料袋、甚至人體組織等。
然而,即使它能穿透深入人體,它依然是非電離輻射,因此,在醫學掃描中,它比x射線和超聲波等傳統方法更安全。”

Ma認為可能存在許多應用環境。“太赫茲輻射的非入侵性使其成為醫學應用環境的理想選擇,但是它也可以用於光譜分析、anbaoyijigaosutongxindenglingyu。taiheziguangpukeyitigonghuaxueheshengwuhuaxuefangmiandexinxinxi,ercaiyongtaihezihongwaichengxiangjishudeyixuesaomiaokeyiwuchuangshibiemouxieleixingjibingdebingzaobuwei,birupifuaideng。”
搜查炸藥或毒藥
Ma說:“它還可以用於加強機場安全檢查。太赫茲成像技術可用於搜查衣物、紙zhi箱xiang以yi及ji塑su料liao袋dai下xia隱yin藏zang的de物wu體ti,比bi如ru炸zha藥yao或huo武wu器qi等deng。炸zha藥yao或huo毒du藥yao等deng許xu多duo化hua學xue或huo生sheng物wu材cai料liao在zai太tai赫he茲zi區qu域yu具ju備bei特te別bie的de指zhi紋wen光guang譜pu吸xi收shou性xing。因yin此ci,通tong過guo借jie助zhu炸zha藥yao或huo毒du藥yao的de太tai赫he茲zi光guang譜pu指zhi紋wen,我wo們men可ke以yi識shi別bie炸zha藥yao或huo毒du藥yao。” Ma稱,在現代通信係統中,太赫茲輻射也非常管用。“太赫茲通信係統具備潛力來提供更寬的頻帶寬度、更多方向的傳輸(對縮小天線尺寸非常有用)以及更安全的信息通信(得益於較短的傳輸距離)”。
目前,太赫茲成像技術是電磁光譜開發相對較少的部分。“womenshiyanshitaiheziyanjiudezhongdianshitaiheziguangxuezujianzhizaoyijixitongjicheng。womenzhizaigaijintaihezichengxiangxitongzaiyixueheanbaolingyuzhongdeshiyongxingneng,jiangdixiangguanshiyongchengben。FLIR i7紅外熱像儀協助我們安全且準確地實現這一目標。”
格拉斯哥大學微係統技術研究小組:www.gla.ac.uk/mst
