L’imagerie 3D atteint de nouveaux sommets avec la technologie térahertz

Pour la première fois, des scientifiques de l’Université de Loughborough ont démontré que des images 3D de micro-objets dissimulés à l’intérieur de petits objets étaient en mesure d’être capturées par une caméra à ondes térahertz.

La chercheuse principale, Dr Luana Olivieri, souligne que bien que cette recherche en soit à ses prémices, cette dernière étude pourrait avoir de « grandes implications dans une variété de domaines, notamment les dépistages du cancer, la sécurité et la recherche sur les matériaux« .

Ce travail prouve que les ondes térahertz sont capables d’être utilisées pour localiser et reconnaître des objets et caractéristiques enfouis, comme des fissures et des bulles, dans un espace tridimensionnel microscopique.

Le potentiel inexploité des ondes térahertz

Les ondes térahertz constituent une part largement inexplorée du spectre électromagnétique, avec des fréquences situées entre les micro-ondes et la lumière infrarouge. Elles présentent plusieurs propriétés extrêmement utiles, comme leur capacité à pénétrer les objets opaques sans les endommager.

Cependant, l’un des principaux obstacles dans le domaine de l’imagerie térahertz réside dans la difficulté à visualiser des objets microscopiques.

Vers une nouvelle méthode de visualisation en 3D

Dr Olivieri et l’équipe de l’EPicX ont surmonté cette limite en développant une approche unique appelée « imagerie fantôme non linéaire résolue dans le temps », qui associe diverses méthodes de détection avancées et manipule la lumière pour mesurer son trajet à travers un objet au fil du temps.

Cette méthode permet de voir plus clairement de petits objets, bien que, jusqu’à présent, elle n’ait été prouvée que sur des objets 2D.

Dans leur dernière étude, les chercheurs ont démontré que la technique peut capturer des images 3D de micro-objets en sondant des cubes de 4mm par 4mm par 600µm (microns) avec des radiations térahertz.

La technique d’imagerie des chercheurs leur a permis de séparer et de distinguer les informations provenant de différentes profondeurs et de créer des images 3D détaillées des cubes avec une très grande précision. Cela leur a permis d’observer la nature chimique et physique des objets à l’intérieur de ces cubes d’une manière qui n’était pas possible auparavant.

Dr Olivieri et son équipe ont réussi à voir des caractéristiques cachées à l’intérieur des cubes aussi petites que 60 microns, soit environ la largeur d’un cheveu humain.

L’étude a été publiée dans la revue ACS Photonics.

En synthèse

Cette avancée, malgré le stade précoce de la recherche, ouvre la porte à de nombreuses applications potentielles dans divers domaines, de la détection du cancer à la sécurité et à la recherche sur les matériaux. La méthode présente toujours certaines limites et des travaux supplémentaires sont nécessaires pour surmonter les obstacles.

Pour une meilleure compréhension