本文简单介绍美国新泽西工学院（NJIT）当前在太赫兹探测隐藏炸药和生物制剂方面的研究。这项工作的很重要一部分是在化学工程系进行的，涉及反射或发射远红外扫描个人、物体或行李生成光谱图像的神经网络分析。

    一、THz基本知识

    什么是太赫兹（THz）？THz位于光谱的红外和微波波段之间，也称为远红外或亚毫波或T射线。

    THz在NJIT的研究概况

    1997-2001年，开发了各种THz源、探测器和成像技术。两名PhD学生毕业，发表9篇THz技术文献。

    2000-2001年，开发了使用新THz成像方法学，提出探测炸药、化学和生物武器的概念。

    2001年春天，向FAA提交了用THz检查货物的建议。

    911事件之后，获得美国科学基金和美国陆军的资助。自2002年以来发表8篇文献，2个专利待批。

    NJIT小组正在开发THz成像技术来远距离探测隐藏的炸药、化学/生物制剂。

    开发技术/成像硬件；
    开发图像分析。

    与其他技术的比较
    X射线、中子散射－－使用高能辐射；

    损害生物学系统，例如损害DNA/组织；
    允许暴露有限――用于人身检查更困难。

    THz“非电离”低能辐射：   

    对生物组织没有损害；
    根据THz“色彩”区分目标成分；
    成像和“色彩”信息结合能够降低误报警率。

    THz扫描炸药、化学/生物制剂的优缺点

    优点：

    1、THz能够通过大多数非金属材料传输：塑料、纸张、衣服；
    2、THz给出目标的发射/反射光谱；

    缺点：

    1、金属因为能够反射THz，对THz是透明的；
    2、水能够强烈地吸收THz，因此不能探测隐藏在人体内的炸药；
    3、THz扫描器可能要与其他探测技术一起使用；
    4、不属于法庭科学方法――寻找1cm2 大小的材料块。

    二、 研究干涉测量成像的动机

    THz数字摄像机对于THz成像十分理想；但是，客户数字摄像机要求1024×768个象素的成像阵列，即在阵列内有780，000个单独的探测器元。在THz范围内这么高的探测器密度在技术上是不可能的。因此，为了用THz成像，我们必须只用几个到几百的探测器元来生成图像。

    可能的解决方案：干涉测量成像。

    探测器与原点的跑离：d=ar0b(n-1)       
    指数距离确保探测器对的非－冗余间隔

    66个探测器对的组合
    每个采集1°的数据旋转90°
    在u－v平面内有66×90＝5940个点

    估计的角分辨率
    视场由各个探测器的视场或探测器的带宽V（THz）决定；角（空间）分辨率由探测器对之间的间隔（Bmeters）确定，其关系见下表。

    1m的基线阵列具有在100m处3cm的空间分辨率，货物单元或手持装置的尺寸类似烟雾探测

三、 THz成像阵列的模拟

    探测距离30m处的RDX和金属图像聚焦

    图片说明：
    物体尺寸1.5m，合成图像是以5个不同频率拍摄的THz图像的组合。
    上图为得出的光谱和空间图像：
    具有RDX红色光谱内容的物体（上图，左）

    反射全部THz辐射的白色物体（上图，右）

    单一频率，没有经过清洁的图像（下图）

    四、 当前和今后的工作

    开发半敞开的模型来实证关键技术构成；
    探测隐藏在衣服里的C4和花生黄油；
    开发探测自杀炸弹的成像系统（系统尺寸大约1m）；
    开发手持式货物集装箱探测装置（尺寸10cm、电池操作的装置）。