近日，中國科學院深圳先進技術研究院光電工程技術中心魯遠甫團隊提出并實現(xiàn)了一種基于空間傅里葉譜的新型太赫茲單像素成像技術，相關成果以Fourier single-pixel imaging in the terahertz regime為題發(fā)表在應用物理領域知名學術期刊Applied Physics Letters上。博士生佘榮斌和劉文權高級工程師為論文共同第一作者，通訊作者為魯遠甫正高級工程師和李光元副研究員。

傳統(tǒng)的太赫茲成像技術主要采用點掃描、線掃描成像的方式，成像速度慢，效率低下。近年來發(fā)展的太赫茲面陣相機成像雖取得了明顯進展，但其成像設備昂貴，大多數(shù)用戶難以負擔。單像素成像作為一種新型成像方式，因其僅需一個無空間分辨能力的單點探測器即可實現(xiàn)目標物體的空間信息獲取從而重建物體圖像，有望為太赫茲成像領域提供兼顧成本和效率的解決方案。但是，現(xiàn)有的太赫茲單像素成像主要基于壓縮傳感方法，成像效率還有待提高。

由于圖像在空間傅里葉域的壓縮比很高，在空間傅里葉域采樣信號，有望在低采樣率下重建出高質量的圖像。根據(jù)這一原理，光電中心團隊提出并實現(xiàn)了基于空間傅里葉譜的新型太赫茲單像素成像技術。研究人員使用空間光調制器（DMD）產生正弦條紋對入射到硅基石墨烯上的太赫茲光束進行調制，太赫茲單像素探測器獲取物體二維圖像的空間傅里葉譜，最后通過逆傅里葉變換重構出成像目標的二維圖像。實驗結果表明，該方法能夠極大地降低測量次數(shù)，在保證成像質量的前提下提高成像效率，僅需圖像像素數(shù)11.8%的測量次數(shù)就能成功重構出清晰的太赫茲圖像。此外，該方法僅需要普通的半導體激光器來實現(xiàn)光致太赫茲調制，極大地降低了系統(tǒng)的成本，有望為實現(xiàn)低成本、高效的太赫茲成像系統(tǒng)提供實際可行的解決方案。

該項工作得到了中科院青年創(chuàng)新促進會、深圳生物醫(yī)學光電傳感工程實驗室、深圳市科技計劃項目的資助。

圖、太赫茲單像素成像系統(tǒng)示意圖（左圖）、成像壓縮比（右上）及樣品成像圖（右下）