Presentation of the project
Contract:
TE 148 from 06.06.2022
Submission code:
PN-III-P1-1.1-TE-2021-0949
Contract duration:
24 months
Contractor:
National Institute for Laser, Plasma and Radiation Physics INFLPR
Contracting authority:
Executiv Unit for Financing Higher Education, Research, Development and Innovation UEFISCDI
THz scanning interferometer with enhanced resolution using amplitude control
Interferometru de scanare în domeniul THz cu rezoluție îmbunătățită utilizând controlul amplitudinii
Acronym: THEZSERACT
The frequency region between microwave and infrared part of the spectrum, called terahertz (THz), encompasses electromagnetic waves oscillating at frequencies, loosely defined, in the range 0.1 to 30 THz. Generating or detecting radiation in this range has proved quite challenging, owing mainly to the presence of background sources of incoherent light. Nevertheless, this radiation has unique properties that makes it particularly attractive for applications ranging from bio-medical imaging, national security and packaged goods inspection to remote sensing and spectroscopy. Moreover, with an energy between 0.4 and 124 meV it is non-ionizing and, therefore, not harmful to the living world.
The investigation of this electromagnetic region can be dated to the end of the 19th century, shortly after Heinrich Rudolf Hertz's pioneering work on electromagnetic waves. Today, the most accessible technique for recording or measuring data in this spectral range, except time-domain spectroscopy/imaging, is the single-pixel imaging (SPI). In this view, a given THz scene may be achieved either by using raster scanning (RS) or multiplexing (MS) techniques.
With this proposal we intend to use RS or/and MS in order to improve the resolution of imaging at submillimeter radiation, and demonstrate its application to Fourier transform spectroscopy (FTS) and phase shifting interferometry (PSI) at these wavelengths range. This is because both FTS and PSI are readily applicable to SPI and interferometry is a reliable and non-invasive testing tool.
Regiunea spectrală între microunde și infraroșu, numită terahertz (THz), cuprinde unde electromagnetice care oscilează la frecvențe cuprinse în intervalul 0,1 – 30 THz. Generarea sau detectarea radiației în domeniul THz s-a dovedit a fi destul de dificilă, în special din cauza prezenței surselor incoerente de fundal. Totuși, această radiație are proprietăți unice care o fac deosebit de atractivă pentru aplicații care variiază de la imagistică bio-medicală, securitate și inspecția mărfurilor până la teledetecție și spectroscopie. Mai mult decât atât, cu o energie între 0,4 și 124 meV este neionizantă și, prin urmare, nu dăunează lumii vii.
Investigarea acestei regiuni electromagnetice poate fi datată la sfârșitul secolului al XIX-lea, la scurt timp după lucrările de pionierat ale lui Heinrich Rudolf Hertz asupra undelor electromagnetice. Astăzi, cea mai accesibilă tehnică pentru înregistrarea sau măsurarea datelor în acest interval spectral, cu excepția spectroscopiei/imagisticii în domeniul temporal, este imagistica cu un singur pixel (SPI). Din acest punct de vedere, o anumită scenă THz poate fi obținută fie folosind tehnica de scanare raster (RS) sau cea de multiplexare (MS).
Prin această propunere, intenționăm utilizarea RS sau/și MS pentru a îmbunătăți rezoluția imagisticii la radiații submillimetrice și demonstrarea aplicării acesteia la spectroscopia cu transformată Fourier (FTS) și interferometria cu decalare de fază (PSI) la aceste lungimi de undă. Atât FTS cât și PSI sunt direct aplicabile la SPI, iar interferometria este un instrument de testare fiabil și non-invaziv.
Objectives
- Improving the resolution of THz imaging with the use of raster scanning technique
- Designing and building an interferometric setup working at THz frequencies
- Achieving spectra and profiles of samples by implementing Fourier transform spectroscopy and phase-shifting methods at THz domain
Phases
- Imaging architecture and concept of THz interferometric setup
- Development of functions of the THz interferometer by Fourier Transform Spectroscopy and Phase Shifting Interferometry
- Evaluation of the breadboard THz imaging interferometer