JP4910223B2 - テラヘルツ放射線を検出する光学技術を利用して離れたところにある物体を分析する方法 - Google Patents
テラヘルツ放射線を検出する光学技術を利用して離れたところにある物体を分析する方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4910223B2 JP4910223B2 JP2008548801A JP2008548801A JP4910223B2 JP 4910223 B2 JP4910223 B2 JP 4910223B2 JP 2008548801 A JP2008548801 A JP 2008548801A JP 2008548801 A JP2008548801 A JP 2008548801A JP 4910223 B2 JP4910223 B2 JP 4910223B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- radiation
- optical
- terahertz
- probe beam
- optical probe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 183
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims description 160
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 59
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 110
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 28
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 18
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 15
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 6
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 4
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 claims 3
- 239000003124 biologic agent Substances 0.000 claims 2
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 claims 2
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 84
- 239000003570 air Substances 0.000 description 29
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 14
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 10
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 9
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 9
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XBJJRSFLZVLCSE-UHFFFAOYSA-N barium(2+);diborate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[Ba+2].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] XBJJRSFLZVLCSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N L-tryptophane Chemical compound C1=CC=C2C(C[C@H](N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N 0.000 description 4
- QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N Tryptophan Natural products C1=CC=C2C(CC(N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 3
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000000701 chemical imaging Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V8/00—Prospecting or detecting by optical means
- G01V8/005—Prospecting or detecting by optical means operating with millimetre waves, e.g. measuring the black losey radiation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
- G01J3/0243—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows having a through-hole enabling the optical element to fulfil an additional optical function, e.g. a mirror or grating having a throughhole for a light collecting or light injecting optical fiber
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/42—Absorption spectrometry; Double beam spectrometry; Flicker spectrometry; Reflection spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3581—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using far infrared light; using Terahertz radiation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/636—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited using an arrangement of pump beam and probe beam; using the measurement of optical non-linear properties
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/04—Systems determining the presence of a target
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/4802—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/353—Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3563—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
- G01S13/887—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for detection of concealed objects, e.g. contraband or weapons
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/13—Function characteristic involving THZ radiation
Description
E2ω(t,τ)∝ETerahertz(t−τ)Eω(t)Eω(t)=ETerahertz(t−τ)Iω(t)
ここで、Eω(t,τ)は、周波数がωの光プローブビームの電場の強さであり、ETerahertz(t−τ)は、入射テラヘルツ波の電場の強さである。感知用プラズマによって放出される第2高調波光放射の電場の強さE2ω(t,τ)はプローブビームの強度(Iω(t))にも比例する。というのは、光プローブビームの電場Eω(t)の平方は、その強度に比例するからである。上式が示すように、2つの基本周波数光子と1つのテラヘルツ光子が感知用プラズマ内で相互作用して、第2高調波光子が生成される。時間分解第2高調波光信号が検出され、それによって入射テラヘルツ波が担持する情報が得られる。E2ω(t)∝ETerahertz(t−τ)Iω(t)の式から、入射プローブビームおよびテラヘルツ波に応答して感知用プラズマによって放出される第2高調波の強度I2ω(t)が光プローブビームの強度の平方に比例することは明らかである。すなわち、I2ω(t)∝ITerahertz(t−τ)Iω 2(t)であり、ここで、ITerahertz(t−τ)は入射テラヘルツ波の強度である。このことは、基本周波数ωを有する強いプローブビームにより、感知用プラズマによって放出される第2高調波光放射の強度が増加することによって、弱いテラヘルツ波の検出が大きく改善され得ることを示している。
ビームから得られたプローブビームと非線形に混合される。その結果、光プローブビームの時間遅れとテラヘルツ放射線の時間遅れが相関づけられる。また、強い基本プローブビームにより、第2高調波バックグラウンドも生成される。こうした条件下では、感知用プラズマ内での光プローブビームと入射テラヘルツ放射線との非線形相互作用の結果として放出される第2高調波光放射は、下記の式によって特徴づけされ得る強度I2ωを有する。この式は、得られる第2高調波光放射の強度I2ω(t,τ)と、入射テラヘルツ波の電場およびコヒーレント検出用プローブビームの電場との比例関係を示している。
I2ω∝(Iω)2ETerahertz
ここで、Iωは周波数ωを有する光プローブビームの強度であり、ETerahertzは入射テラヘルツ波の電場の大きさである。感知用プラズマによって出力される第2高調波光放射の強度I2ωは、プローブビームの強度の平方に比例する。感知用プラズマによって出力される第2高調波光放射の強度I2ωは、入射テラヘルツ波の電場の大きさにも比例する。実験による測定値から、コヒーレント検出またはホモダイン検出が適していること、ならびに、感知用プラズマによって放出される光放射の強度は、上式で示すようにプローブビームおよび入射テラヘルツ放射線に関係していることが示されている。
Claims (41)
- テラヘルツ放射線を検出する方法であって、
ある体積の雰囲気ガスを、前記体積中で光プローブビーム(501)を収束させることによってイオン化して感知用プラズマ(505)を生成することと、
前記感知用プラズマ(505)内での前記収束光プローブビーム(501)と入射テラヘルツ波(504)との相互作用の結果として生成される放射線(506)の光学成分を検出することとを含むことを特徴とする方法。 - 前記感知用プラズマ(505)内で前記テラヘルツ波(504)を収束させる(503)ことをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記検出することは、前記感知用プラズマ(505)から離れたところに配置された光学的収束手段(508)で、前記得られた放射線(506)の少なくとも前記光学成分を収束させることを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記検出することは、前記得られた放射線(506)の成分を減衰させる(510)ことをさらに含み、前記成分は、前記光プローブビーム(501)の周波数を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記光プローブビーム(624)は、基本周波数を有する光放射成分と、前記基本周波数と高調波関係にある周波数を有する高調波光放射成分とを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 離れたところにある物体を分析する方法であって、
ある体積のイオン化された雰囲気ガス(614、716)を、前記体積内で光ポンプビーム(612、714)を収束させることによって誘起して、パルス化されたテラヘルツ放射線(615、718)を標的物体(616、721)に向けて放出させることと、
別の体積の雰囲気ガスを、前記別の体積内で光プローブビーム(624、730)を収束させることによってイオン化して感知用プラズマ(626、740)を生成することと、
前記感知用プラズマ(626、740)内での前記収束光プローブビーム(624、738)と入射テラヘルツ波(618、718)との相互作用の結果として生成される放射線(628、742)の光学成分を検出することとを含み、前記入射テラヘルツ波(618、718)は、前記パルス化されたテラヘルツ放射線(615、718)と前記標的物体(616、721)との相互作用によって生成されることを特徴とする方法。 - 前記感知用プラズマ(740)内で前記入射テラヘルツ波(718)を収束させる(724)ことをさらに含む、請求項6に記載の方法。
- 前記検出することは、前記感知用プラズマ(626)から離れたところに配置された光学的収束手段(630)で、前記得られた放射線(628)の前記光学成分を収束させることを含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記得られた放射線(628)の前記光学成分は、前記光プローブビーム(624)の基本周波数の高調波を含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記光プローブビーム(730)は、少なくとも1つの光放射パルスを含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記標的物体(616、721)は、人間に有害な爆発性材料または生物作用物質あるいは化学作用物質を含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記光プローブビーム(624)は、基本周波数を有する光放射成分と、前記基本周波数と高調波関係にある周波数を有する高調波光放射成分とを含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記体積のイオン化された雰囲気ガス(614、716、103)は、前記光ポンプビーム(612、714、102、202)の供給源(602、101、201)から30メートルよりも遠く離れたところにあることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記感知用プラズマ(626、740、110、111)は、前記光学成分(628、742、108、109)が検出される場所(601、748、101)から30メートルよりも遠く離れたところにあることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記検出すること(634、748、101、211)は、前記標的物体(616、721、105、207)から30メートルよりも遠く離れたところで実施されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- テラヘルツ放射線を検出するシステムであって、
光プローブビーム(624)の供給源(602、101、201)と、
ある体積(210)の雰囲気ガスをイオン化して感知用プラズマ(626、740、505、110、111、210)を生成する収束光プローブビーム(624、738、501)を生成するために前記光プローブビーム(624、209)を収束させる手段(608)と、
前記感知用プラズマ(626、740、505、110、111、210)内での前記収束光プローブビーム(624、738、501)と入射テラヘルツ波(618、718、504、106、107、208)との相互作用の結果として前記感知用プラズマ(626、740、505、110、111、210)から放出されることによって得られる放射線(628、742、506、108、109)の光学成分を検出する光検出器(601、634、748、512、211)とを備えることを特徴とするシステム。 - 前記感知用プラズマ内で前記テラヘルツ波(718、504)を収束させる手段(503、724)をさらに備えることを特徴とする請求項16に記載のシステム。
- 前記光検出器(601)は、前記得られた放射線(628)の光学成分を収束させる手段(630)を備え、前記光学成分を収束させる前記手段(630)は、前記感知用プラズマ(626)から離れたところに配置されることを特徴とする請求項16に記載のシステム。
- 前記得られた放射線(628)の光学成分は、前記光プローブビーム(624、501)の基本周波数の高調波を含み、前記光検出器(601)はさらに、前記光プローブビーム(624、501)の前記基本周波数を含む前記得られた放射線のある成分を減衰させる光学フィルタ(632、510)を備えることを特徴とする請求項16に記載のシステム。
- 前記光プローブビーム(730)は、少なくとも1つの光放射パルスを含むことを特徴とする請求項16に記載のシステム。
- 前記テラヘルツ波(618、718、504)は、少なくとも1つのテラヘルツ放射パルスを含むことを特徴とする請求項16に記載のシステム。
- 前記光プローブビーム(730)は、基本周波数を有する光放射成分と、前記基本周波数と高調波関係にある周波数を有する高調波光放射成分とを含み、前記システムはさらに、前記光放射成分および前記高調波光放射成分の相対位相をずらす手段(732)を備えることを特徴とする請求項16に記載のシステム。
- 前記光検出器(634、748)は、光電子増倍管(748、512)またはフォトダイオード(634)を含むことを特徴とする請求項16に記載のシステム。
- 離れたところにある物体を分析するシステムであって、
光ポンプビーム(706)の供給源(602、101、201)と、
ある体積の雰囲気ガスをイオン化して放出用プラズマ(614、716)を生成し、前記放出用プラズマから標的物体(616、721、752、207)に向けられるパルス化されたテラヘルツ放射線(615、718)の放出を誘起する収束光ポンプビーム(612、714)を生成するために、前記光ポンプビーム(706)を収束させる手段と、
光プローブビーム(730)の供給源(602、101、201)と、
別の体積の前記雰囲気ガスをイオン化して感知用プラズマ(626、740)を生成する収束光プローブビーム(624、738)を生成するために、前記光プローブビームを収束させる別の手段(622、736)と、
前記感知用プラズマ内での前記収束光プローブビーム(624、738)と、得られたテラヘルツ波(618、718)との相互作用の結果として前記感知用プラズマ(626、740)から放出されることによって得られる放射線(628、742)の光学成分を検出する光検出器(601、634、748)とを備え、前記得られたテラヘルツ波は、前記パルス化されたテラヘルツ放射線(615、718)が前記標的物体(616、721、752、207)に入射することに応答して前記標的物体から反射した、または前記標的物体によって散乱した、あるいは前記標的物体を透過したテラヘルツ放射線を含むことを特徴とするシステム。 - 前記感知用プラズマ(740)内で前記得られたテラヘルツ波(718)を収束させる手段(724)をさらに備えることを特徴とする請求項24に記載のシステム。
- 前記光検出器(601、101)は、前記得られた放射線(628、108、109)の少なくとも前記光学成分を収束させる手段(630)を備え、少なくとも前記光学成分を収束させる前記手段は、前記感知用プラズマ(626、110、111)から離れたところに配置されることを特徴とする請求項24に記載のシステム。
- 前記得られた放射線(628)の光学成分は、前記光プローブビーム(624)の基本周波数の高調波を含み、前記光検出器(601)はさらに、前記光プローブビームの前記基本周波数を含む前記得られた放射線の成分を減衰させる光学フィルタ(632、746)を備えることを特徴とする請求項24に記載のシステム。
- 前記光プローブビーム(624、730)は少なくとも1つの光放射パルスを含むことを特徴とする請求項24に記載のシステム。
- 前記光プローブビーム(624)は、基本周波数を有する光放射成分と、前記基本周波数と高調波関係にある周波数を有する高調波光放射成分とを含むことを特徴とする請求項24に記載のシステム。
- 前記光検出器(634、748)は、光電子増倍管(748、512)またはフォトダイオード(634)を含むことを特徴とする請求項24に記載のシステム。
- 前記放出用プラズマ(614、716、103)は、前記光ポンプビーム(612、706、102、202)の前記供給源(602、101、201)から30メートルよりも遠く離れたところにあることを特徴とする請求項24に記載のシステム。
- 前記感知用プラズマ(626、740、110、111)は、前記光検出器(601、634、748、101)から30メートルよりも遠く離れたところにあることを特徴とする請求項24に記載のシステム。
- 前記光検出器(601、634、748、101、211)は、前記標的物体(616、721、752、105、207)から30メートルよりも遠く離れたところに配置されることを特徴とする請求項24に記載のシステム。
- 前記標的物体(616、721、752、105、207)は、人間に有害な爆発性材料または生物作用物質あるいは化学作用物質を含むことを特徴とする請求項24に記載のシステム。
- 離れたところにある物体を分析する方法であって、
ある体積のイオン化された雰囲気ガス(614)を、前記体積内で光ポンプビーム(612)を収束させることによって誘起して、パルス化されたテラヘルツ放射線(615)を標的物体(616)に向けて放出させることと、
前記体積の前記イオン化された雰囲気ガス(614)内で光プローブビーム(624)を収束させることと、
前記体積の前記イオン化された雰囲気ガス(614)内での前記収束光プローブビーム(624)と入射テラヘルツ波(618)との相互作用の結果として生成される放射(628)の光学成分を検出することとを含み、前記入射テラヘルツ波は、前記パルス化されたテラヘルツ放射線(615)と前記標的物体(616)との相互作用によって生成されることを特徴とする方法。 - 前記体積(614、716)と前記別の体積(626、740)とは重なり合っていることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記体積(614、716)と前記別の体積(626、740)とは重なり合っていることを特徴とする請求項24に記載のシステム。
- 前記検出する(902)ことによって検出された結果として得られた放射線の光学成分を処理して(903)、分光分析情報(801、213)を生成することをさらに含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記分光分析情報(801)から分光画像(904、212、213)を生成することをさらに含むことを特徴とする請求項38に記載の方法。
- 前記光検出器(634、211)によって検出された(902)結果として得られた放射線の前記光学成分を分析する分光信号処理ユニット(903、212)をさらに備えることを特徴とする請求項24に記載のシステム。
- 前記分光信号処理ユニット(903、212)から提供される分光分析情報(801)から分光画像(213)を生成する画像化信号処理ユニット(904、212)をさらに備えることを特徴とする請求項40に記載のシステム。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US75409605P | 2005-12-27 | 2005-12-27 | |
US60/754,096 | 2005-12-27 | ||
PCT/US2006/062091 WO2007079342A2 (en) | 2005-12-27 | 2006-12-14 | Method of analyzing a remotely-located object utilizing an optical technique to detect terahertz radiation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009521706A JP2009521706A (ja) | 2009-06-04 |
JP4910223B2 true JP4910223B2 (ja) | 2012-04-04 |
Family
ID=38226504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008548801A Expired - Fee Related JP4910223B2 (ja) | 2005-12-27 | 2006-12-14 | テラヘルツ放射線を検出する光学技術を利用して離れたところにある物体を分析する方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7531802B2 (ja) |
EP (1) | EP1966591A2 (ja) |
JP (1) | JP4910223B2 (ja) |
WO (1) | WO2007079342A2 (ja) |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7190705B2 (en) | 2000-05-23 | 2007-03-13 | Imra America. Inc. | Pulsed laser sources |
US7809222B2 (en) | 2005-10-17 | 2010-10-05 | Imra America, Inc. | Laser based frequency standards and their applications |
US8120778B2 (en) | 2009-03-06 | 2012-02-21 | Imra America, Inc. | Optical scanning and imaging systems based on dual pulsed laser systems |
US8004682B2 (en) * | 2008-04-16 | 2011-08-23 | Infineon Technologies Ag | Methods and systems for analyzing a volume of gas |
DE102008026484A1 (de) | 2008-06-03 | 2009-12-10 | Skz - Kfe Ggmbh Kunststoff-Forschung Und -Entwicklung | Verfahren zum Erzeugen zweier optischer Pulse mit variablem, zeitlichem Pulsabstand |
US7933027B1 (en) | 2008-06-27 | 2011-04-26 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of National Aeronautics And Space Administration | Processing waveform-based NDE |
US7876423B1 (en) | 2008-06-27 | 2011-01-25 | The United States Of America As Represented By The National Aeronautics And Space Administration | Simultaneous noncontact precision imaging of microstructural and thickness variation in dielectric materials using terahertz energy |
WO2010147681A2 (en) * | 2009-02-05 | 2010-12-23 | Temple University Of The Commonwealth System Of Higher Education | Systems and methods for detecting concealed nuclear material |
TWI417628B (zh) * | 2009-02-25 | 2013-12-01 | Univ Nat Chiao Tung | 同調多級光整流兆赫波產生器裝置以及其方法 |
US8299435B2 (en) * | 2009-08-12 | 2012-10-30 | Rensselaer Polytechnic Institute | Tunable broadband anti-relfection apparatus |
CN102576971A (zh) | 2009-10-02 | 2012-07-11 | Imra美国公司 | 锁模激光器的光信号处理 |
EP2315051A1 (en) * | 2009-10-22 | 2011-04-27 | Toyota Motor Europe NV | Submillimeter radar using phase information |
US8710440B2 (en) * | 2010-02-08 | 2014-04-29 | National University Corporation Okayama University | Measuring device and measuring method that use pulsed electromagnetic wave |
US8653462B2 (en) * | 2010-04-27 | 2014-02-18 | Rensselaer Polytechnic Institute | Methods and systems for detecting terahertz radiation by radiation enhanced emission of fluorescence |
WO2012012005A1 (en) * | 2010-04-29 | 2012-01-26 | Rensselaer Polytechnic Institute | Acoustic methods and systems for detecting terahertz radiation |
KR101211017B1 (ko) | 2011-02-23 | 2012-12-11 | 광주과학기술원 | 레이저 플라즈마를 이용한 테라헤르츠파 발생 방법 및 장치 |
CN102175662B (zh) * | 2011-03-07 | 2013-04-24 | 周利坤 | 一种便携式太赫兹遥感探测器及远程探测方法 |
WO2012167065A2 (en) | 2011-06-02 | 2012-12-06 | Temple University Of The Commonwealth System Of Higher Education | Methods and systems for remotely detecting hazardous materials using electromagnetic energy |
US20160266466A1 (en) * | 2013-11-07 | 2016-09-15 | University Of Maryland, College Park | Waveguides, and systems and methods for forming and using such waveguides |
CN104034690A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-09-10 | 清华大学 | 一种宽带太赫兹时域光谱的分析方法及便携式分析装置 |
CN104407453A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-03-11 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种光控型可调太赫兹波衰减器及其使用方法 |
CN112163365B (zh) * | 2020-09-29 | 2023-06-02 | 北京环境特性研究所 | 一种等离子鞘套中太赫兹波传输特性等效测量方法和装置 |
CN113406264B (zh) * | 2021-08-20 | 2021-11-16 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 基于太赫兹波的炸药燃速非接触式测量实验装置及方法 |
CN115241725B (zh) * | 2022-05-20 | 2023-06-02 | 中国人民解放军国防科技大学 | 基于激光-空气作用的太赫兹平衡探测系统和方法 |
CN115166903B (zh) * | 2022-07-06 | 2023-08-15 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 多光束小角度入射束靶耦合瞄准定位装置和方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5022755A (en) * | 1989-05-09 | 1991-06-11 | Varian Associates, Inc. | Photodiode configurations for simultaneous background correction and specific wavelength detection |
JPH0452548A (ja) * | 1990-06-21 | 1992-02-20 | Nec Corp | プラズマ計測装置 |
WO1997045747A1 (en) * | 1996-05-31 | 1997-12-04 | Rensselaer Polytechnic Institute | Electro-optical and magneto-optical sensing apparatus and method for characterizing free-space electromagnetic radiation |
US5939721A (en) * | 1996-11-06 | 1999-08-17 | Lucent Technologies Inc. | Systems and methods for processing and analyzing terahertz waveforms |
CA2365866C (en) * | 1999-03-17 | 2007-07-24 | University Of Virginia Patent Foundation | Passive remote sensor of chemicals |
JP2004500546A (ja) * | 1999-06-04 | 2004-01-08 | テラビュー リミテッド | 3次元画像形成 |
GB2396695B (en) | 2001-01-16 | 2005-05-04 | Teraview Ltd | Apparatus and method for investigating a sample |
US6977379B2 (en) * | 2002-05-10 | 2005-12-20 | Rensselaer Polytechnic Institute | T-ray Microscope |
GB2399626B (en) * | 2003-03-21 | 2006-04-05 | Teraview Ltd | Spectroscopy apparatus and associated technique |
US6997379B2 (en) * | 2003-04-09 | 2006-02-14 | Motorola, Inc. | Method for performing identity card provisioning for mobile communication device order fulfillment |
JP4121127B2 (ja) * | 2003-09-25 | 2008-07-23 | 鹿島建設株式会社 | 硬化体の強度測定方法及び装置 |
US20050242287A1 (en) * | 2004-04-30 | 2005-11-03 | Hosain Hakimi | Optical terahertz generator / receiver |
-
2006
- 2006-12-14 JP JP2008548801A patent/JP4910223B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2006-12-14 EP EP06849053A patent/EP1966591A2/en not_active Withdrawn
- 2006-12-14 WO PCT/US2006/062091 patent/WO2007079342A2/en active Application Filing
- 2006-12-14 US US11/610,824 patent/US7531802B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2007079342A2 (en) | 2007-07-12 |
US7531802B2 (en) | 2009-05-12 |
JP2009521706A (ja) | 2009-06-04 |
US20070145276A1 (en) | 2007-06-28 |
WO2007079342A3 (en) | 2007-10-11 |
EP1966591A2 (en) | 2008-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4910223B2 (ja) | テラヘルツ放射線を検出する光学技術を利用して離れたところにある物体を分析する方法 | |
US7652253B2 (en) | Method and system for plasma-induced terahertz spectroscopy | |
US7595491B2 (en) | Methods and systems for the enhancement of terahertz wave generation for analyzing a remotely-located object | |
US7861574B2 (en) | Photoacoustic spectroscopy system and technique for remote sensing of explosives and toxic chemicals | |
US7339670B2 (en) | Wavelength normalized depolarization ratio lidar | |
US7718969B2 (en) | Methods and systems for generating amplified terahertz radiation for analyzing remotely-located objects | |
US6943884B2 (en) | Laser system for detection and identification of chemical and biological agents and method therefor | |
US7728295B2 (en) | Method and apparatus for detecting surface and subsurface properties of materials | |
US6608677B1 (en) | Mini-lidar sensor for the remote stand-off sensing of chemical/biological substances and method for sensing same | |
US9110022B2 (en) | Acoustic methods and systems for detecting terahertz radiation | |
US7570349B2 (en) | Cars/absorption dual mode electro-optic sensor | |
US8653462B2 (en) | Methods and systems for detecting terahertz radiation by radiation enhanced emission of fluorescence | |
CN109661570A (zh) | 用于测量元素浓度的手持式分析仪和方法 | |
WO2015060921A2 (en) | Laser system for standoff detection | |
US7700929B2 (en) | Remote laser assisted biological aerosol standoff detection in atmosphere | |
JP2005172774A (ja) | 反射光学特性によって物性を測定する装置および測定方法 | |
US7796264B2 (en) | Method and system for enhanced remote detection of low concentration vapors | |
WO2012100126A1 (en) | Method and kit for stand-off detection of explosives | |
Bulatov et al. | Converting spatial to pseudotemporal resolution in laser plasma analysis by simultaneous multifiber spectroscopy | |
Arusi-Parpar et al. | Standoff detection of explosives in open environment using enhanced photodissociation fluorescence | |
US11099129B2 (en) | Spatially resolved standoff trace chemical sensing using backwards transient absorption spectroscopy | |
JP2022500655A (ja) | プラズマスペクトル分析を介してサンプルの材料組成を分析するための装置 | |
Jindal et al. | A versatile simulation software for performance analysis of DIAL system for the detection of toxic agents | |
JP2010019647A (ja) | 電磁波測定装置及び電磁波測定方法 | |
JP2004271261A (ja) | テラヘルツ分光装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091119 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111209 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111229 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4910223 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150127 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |