3D打印太赫兹镜头能发现隐藏的塑料和化学物品

美国西北大学的研究人员已经使用3D打印技术开发了一种新的晶体，用以提取太赫兹波段的微波和红外光之间的中间地带。希望该透镜能帮助科学家更好地理解太赫兹波的神秘。

虽然我们可能不太理解它，但我们中的大多数人在学校里学到了一些关于电磁频谱的东西。可是除非你在高中后继续学习物理，你可能都还没有听过的太赫兹波，它占据了300赫兹和3赫兹之间的频率范围。然而这并没有什么不好意思的：尽管他们在成像和通信都极其重要，但太赫兹波的了解和研究都很少。

因为缺乏信息，一组来自美国西北大学的研究人员用超材料和3D打印机来制造太赫兹频率下的透镜。"典型的镜头（甚至是幻想的）有许多许多组件来解决他们的内在缺陷，"西北麦考密克工程学院机械工程系副教授孙成说，"有时现代的成像系统堆叠几个镜头以提供最佳的成像性能，但这是非常昂贵和复杂的。"

孙成和他的团队并没有追求昂贵的和复杂的路线，而是创造了一个梯度指数，该梯度指数可以在空间上改变，而且不需要额外的纠正成分就可形成完美的图像。这个过程听起来很简单，但是唯一可能的新型材料，具有高度的非常规性质。"这样的性质来源于它的微小结构，远小于太赫兹波的波长，"孙成实验室的成员、研究论文第一作者周泛解释道，"通过组装这些微小的结构，我们可以创建特定的折射率分布。"

为了控制材料，研究人员使用3D打印机和投影微立体光刻3D打印技术。这项技术使该小组能够制造镜头所需要的微小的功能，以提取太赫兹频率。"对于打印技术，我们使用了一种液体形式的照片聚合物，"孙成解释说。"当我们把光照在物质上，把它变成固体。光的材料形式的形状，使我们能够创建一个三维结构。不能用传统的制造工艺来完成一个梯度指数。"

3D打印透镜的发展可能会对未来太赫兹波的科学研究产生重要的后果，并可以使太赫兹成像更便宜，分辨率更高，更容易获得。对安全部门来说这是有利的，因为太赫兹扫描仪可以检测到隐藏的塑料和化学品。X射线不能探测到这样的材料，并且可能对人体有害，而太赫兹波是完全无害的。

"这一进展意味着我们可以在高分辨率揭示一些不透明的材料以前无法获得的信息，"孙成在美国俄克拉荷马州立大学的合作者曹伟如是说，"这开辟了一个全新的技术，一个从生物医学研究到安全具有巨大潜在用途的新技术。"

该小组题为"3D太赫兹梯度折射率透镜的増材制造"的研究论文已发表在先进光学材料上。（工业和信息化部电子科学技术情报研究所）