近日，沃里克大学的艾玛·皮克韦尔·麦克弗森教授领导的一个国际研究小组在开发用于生物医学和工业应用的单像素太赫兹成像技术方面取得了一个重要的里程碑。在不增加相机制造成本和牺牲亚像素时间分辨率的情况下，该小组开发出采集速度比之前最先进相机快100倍的单像素THz相机。

由于THz辐射的非破坏性和穿透塑料、陶瓷和衣服等常见材料的能力，THz辐射在许多潜在应用中具有优势，并且对水高度敏感，能够观察生物物质水合状态的微小变化。因此，在没有组织学标记的情况下，使用体内T射线可以检测出诸如皮肤癌之类的生物物质含水量的疾病。然而，T射线技术的实际应用仍存在许多障碍。设备速度慢，成本高，而且不方便使用。

皮克韦尔·麦克弗森的研究小组使用单像素相机，通过空间调制太赫兹光束并将其光线照射到物体上，来获得图像。然后，用一个单元素探测器，研究人员记录通过物体透射（或反射）的光，并继续对许多不同的空间模式进行记录，直到图像可以用数学方法重建。

由于研究人员必须不断地改变THz光束的形状，因此与多像素探测器阵列相比，这种方法通常较慢。然而，用于太赫兹区的多像素阵列通常缺乏亚秒级的时间分辨率，而且它们需要低温才能运行，否则会产生很大的设备成本，通常约为35万美元。Warwick团队开发的装置便宜得多，花费约20000美元；具有亚秒级的时间分辨率，并且在室温下运行。

皮克韦尔·麦克弗森说：“我们的最新研究将单像素太赫兹相机的采集率提高了100倍，以每秒6帧的速度获得了32×32的视频。”。“我们首先确定最佳调制几何结构，其次通过模拟成像系统的时间响应以改善信噪比，然后通过压缩传感技术减少测量总数。事实上，我们的一部分工作表明，如果我们有足够的信噪比，我们可以达到5倍的捕获速度。”

研究人员开发了一种新的宽频带THz调制方式，包括多个采用Brewster技术的宽带全频调制方式。他们还致力于通过信号处理方法提高单像素太赫兹成像的分辨率。未来的工作将集中在提高信噪比和优化精确医疗诊断所需的软件，最终目标是将单像素太赫兹成像用于体内癌症诊断。