Search for content and authors
 

Pasywny czujnik promieniowania terahercowego, identyfikacja i rozpoznawanie materiałów niebezpiecznych

Wojciech Gołębiowski 

SKA Polska Sp. z o.o. (SKA-POLSKA), Jerozolimskie 125/127 lok. 406, Warszawa 02-017, Poland

Abstract

Rozwój pasywnego systemu obrazującego pracującego w paśmie terahercowym jest szczególnie istotny dla zastosowań związanych z szeroko rozumianym bezpieczeństwem, a w szczególności bezpieczeństwem w ruchu lotniczym. Podstawą systemu jest matrycowy detektor promieniowania terahercowego oparty na specjalnie zaprojektowanych kropkach kwantowych.

qdot.jpgBudowa kropki kwantowej detektora

Promieniowanie terahercowe, lokujące się pomiędzy podczerwienią a mikrofalami, należy do najmniej zbadanych podzakresów widma promieniowania elektromagnetycznego – m. in. ze względu na trudności w konstruowaniu odpowiednio czułych detektorów i kontrolowalnych źródeł. Jego szczególną cechą jest to, że wiele substancji uznawanych za niebezpieczne bądź niepożądane (typu materiały wybuchowe lub narkotyki) ma swoje najbardziej charakterystyczne części widma właśnie w tym zakresie. Daje to potencjalną możliwość ich zdalnej identyfikacji.

Unikalną cechą rozwijanego w ramach projektu Teraeye detektora jest połączenie jego pasywnego charakteru i możliwości spektralnych – oprócz pomiaru natężenia promieniowania terahercowego mierzona jest także jego spektralna sygnatura, co – poza zwiększonymi możliwościami obrazowania – umożliwia identyfikację obserwowanego materiału, także ukrytego. Technika ta zastosowana w lotniskowym systemie inspekcyjnym umożliwia bezpieczne, zdalne wykrywanie ukrytych materiałów wybuchowych (lub innych uznanych za niebezpieczne), nie wpływając na przepustowość ruchu (brak dodatkowych bramek, czy kabin) i nie budząc kontrowersji (system jest pasywny, a obrazowane są wyłącznie wyniki analiz).

Istotnym podsystemem projektowanego urządzenia jest moduł rozpoznawania i klasyfikacji materiałów, w którym spektralny pomiar promieniowania oraz biblioteka sygnatur materiałowych wykorzystywane są do rozpoznania obserwowanego materiału wraz z podaniem poziomu ufności rozpoznania oraz umiejscowienia go w obserwowanej przestrzeni. Wykorzystywane algorytmy wykorzystują techniki korelacji i dopasowania rozmytego. Oprogramowanie to jest wykorzystywane także do optymalizacji rozkładu częstotliwości charakterystycznych dla kropek kwantowych w czujniku.

Dla celów weryfikacyjnych – testowania efektywności algorytmów i scenariuszy działania systemu, wykorzystywany jest złożony model bilansowania promieniowania  terahercowego z uwzględnieniem zjawisk emisji, absorpcji i transmisji.

Równocześnie rozwijane są podsystemy, bez których praca czujnika nie byłaby możliwa: innowacyjny, przenośny system kriogeniczny (detektor pracuje w temperaturze bliskiej zera bezwzględnego), specjalnie zaprojektowana do tego zakresu promieniowania optyka (z elementami optyki dyfrakcyjnej), oraz pracujący w temperaturze 1,5 K elektroniczny system wzmacniania i multipleksacji sygnału. Badane są także inne zastosowania detektora, takie jak tomografia 3D, czy spektroskopia THz.

Projekt jest realizowany w ramach PR6  o nazwie TERAEYE NMP4-CT 2006-026786 przez międzynarodowe konsorcjum, liczące 27 firm i instytucji naukowych.

 

Legal notice
  • Legal notice:
 

Related papers

Presentation: Poster at Nanotechnologia PL, by Wojciech Gołębiowski
See On-line Journal of Nanotechnologia PL

Submitted: 2010-05-06 13:57
Revised:   2010-07-19 09:55