Новая гибкая терагерцовая камера позволяет осматривать объекты различной формы

Уникальный патч камеры 2D THz упростит обследование и контроль качества приборов и образцов различной формы. Предлагаемая технология создаст новое направление исследований универсальных листовых сенсоров за счет включения терагерцовых, тепловых, деформационных и биохимических сенсоров в процессе самовыравнивающейся фильтрации. 

В цифровую эпоху широко распространено использование «интернета вещей» (устройств со встроенным программным обеспечением и датчиками). Они включают в себя беспроводное и автономное оборудование, носимые датчики и системы безопасности. Из-за их сложной структуры и свойств возникает необходимость их тщательного изучения, чтобы оценить безопасность, полезность, а также исключить любые потенциальные дефекты. Но, при этом, следует избегать повреждения устройства при осмотре.

Терагерцовая (ТГц) визуализация, основанная на излучении с частотами от 0,1 до 10 ТГц, является одним из таких неразрушающих методов, который быстро набирает популярность благодаря высокой разрешающей способности и чувствительности. Однако обычные терагерцовые камеры громоздкие и жесткие, что ограничивает их возможности при съемке неровных поверхностей. Более того, высокая стоимость и отсутствие универсальности в конфигурациях датчиков делают их довольно непрактичной альтернативой, требующей более гибких датчиков.

Группа исследователей из Токийского технологического института во главе с доцентом Юкио Кавано решила проблему, разработав гибкую и отдельно стоящую матрицу терагерцовых датчиков, которая может использоваться для визуализации слепых концов объектов неправильной формы.

«Учитывая разнообразие форм, структур и размеров тестовых объектов, конструкция камеры и сенсор должны быть адаптированы к различным конфигурациям. В нашем исследовании мы использовали разработала простой и экономичный метод изготовления камер ТГц диапазона с изменяемой формой» — объясняет доктор Кавано.

Материал, используемый в таких датчиках, должен иметь хорошее поглощение в ТГц-спектре наряду с высокой эффективностью преобразования излучения в обнаруживаемые электрические сигналы. По этой причине они выбрали пленки углеродных нанотрубок (УНТ), которые обладают хорошей механической прочностью и гибкостью. Напыление электродов на узорчатую полиимидную пленку сформировало коммутационный лист ТГц-камеры. Такой патч-камеру легко разрезать ножницами на более мелкие портативные и носимые датчики, которые можно прикрепить к поверхности тестового объекта для лучшего охвата. Исследователи смогли продемонстрировать ее промышленное применение, обнаружив и визуализировав трещины, примеси и неравномерное покрытие полимеров в смоле, а также обнаружив осадок в изогнутой трубе, тем самым подчеркнув потенциал камеры в операциях контроля качества.