發(fā)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系統技術研究小組研究助理Yong Ma解釋道：“我們實驗室的激光系統會產生不可見的高強度紅外激光輻射。這些不可見光束可能對研究人員有危險，這一點可能不需要我解釋。我們會戴護目鏡，防止眼睛受損傷；但是如果不可見光束接觸到我們的衣服或是皮膚，可能造成嚴重人身傷害。因此，我們需要安全設備用于確定這些不可見光束。這時候就要用到FLIR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(qū)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(huán)境。我還將其用于監(jiān)控電氣設備、氣體閥、含氣管和氣罐的超溫情況。”    Ma繼續(xù)說：“不可見太赫茲激光束分兩步生成。第一步是CO2中紅外激光系統。這種系統產生10.6微米波長頻率的50瓦特紅外激光束。這一常規(guī)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”

產生的太赫茲紅外激光束被認為是符合安全規(guī)程要求的四級激光，這要求實驗室操作人員戴安全護目鏡。因此，讓不可見激光可視化，對保證裝置的安全至關重要。Ma說道：“為此，我們使用FLIR i7紅外熱像儀，因為這款紅外熱像儀性價比高。它的微量熱型探測器并非專用于檢測太赫茲波長頻率的紅外輻射。太赫茲激光產生紅外光束的波長頻率為119微米，而FLIR i7紅外熱像儀的波長范圍為7.5-13微米。”

Ma繼續(xù)道：“這意味著FLIR i7紅外熱像儀并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面，均會使其升溫。使用FLIR i7紅外熱像儀，可以非常輕松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面。但是，瞄準不可見激光束具有一定挑戰(zhàn)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并校準光學組件，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并校準裝置的光學組件。”

據Ma介紹，該研究項目旨在開發(fā)可用于大量應用環(huán)境中的太赫茲成像系統。“電磁光譜的太赫茲區(qū)域位于微波與中紅外區(qū)域之間，該區(qū)域通常由0.1-10兆赫的頻率范圍來確定。它是電磁光譜中被探索得最少的范圍之一，但是，它在科學、安保以及醫(yī)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(xù)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(yī)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(huán)境。“太赫茲輻射的非入侵性使其成為醫(yī)學應用環(huán)境的理想選擇，但是它也可以用于光譜分析、安保以及高速通信等領域。太赫茲光譜可以提供化學和生物化學方面的新信息，而采用太赫茲紅外成像技術的醫(yī)學掃描可以無創(chuàng)識別某些類型疾病的病灶部位，比如皮膚癌等。”

搜查炸藥或毒藥

Ma說：“它還可以用于加強機場安全檢查。太赫茲成像技術可用于搜查衣物、紙箱以及塑料袋下隱藏的物體，比如炸藥或武器等。炸藥或毒藥等許多化學或生物材料在太赫茲區(qū)域具備特別的指紋光譜吸收性。因此，通過借助炸藥或毒藥的太赫茲光譜指紋，我們可以識別炸藥或毒藥。”    Ma稱，在現代通信系統中，太赫茲輻射也非常管用。“太赫茲通信系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（得益于較短的傳輸距離）”。

目前，太赫茲成像技術是電磁光譜開發(fā)相對較少的部分。“我們實驗室太赫茲研究的重點是太赫茲光學組件制造以及系統集成。我們旨在改進太赫茲成像系統在醫(yī)學和安保領域中的使用性能，降低相關使用成本。FLIR i7紅外熱像儀協助我們安全且準確地實現這一目標。”

格拉斯哥大學微系統技術研究小組：www.gla.ac.uk/mst