作为一种新型的远红外探测方法，太赫兹(THz)成像技术近年来得到了广泛的关注。由于太赫兹辐射具有非电离辐射能量低、光谱信息宽等独特的性质，这种成像技术在许多基础研究和工业领域显示出强大的应用潜力。然而，由于太赫兹波的波长较长，其成像分辨率一直受到限制。
光学近场技术的引入可以极大地提高分辨率，但需要太赫兹波源或探测器尽可能接近样品。对于生物医学传感和化学检测中的软材料或液体材料，传统的太赫兹近场技术容易损坏样品，使太赫兹源或探测器受到污染。因此，在更广泛的应用领域中使用太赫兹近场显微镜仍然是一个挑战。
基于空气等离子体动态孔径的太赫兹近场显微镜原理图 | XIN-KE WANG, JIA-SHENG YE, WEN-FENG SUN, PENG HAN, LEI HOU, AND YAN ZHANG
在《光：科学与应用》(Light: Science & Applications)杂志上发表的一新论文中，来自北京超材料与器件重点实验室、太赫兹光电子学部教育部重点实验室、首都师范大学物理系的王新柯教授和张岩教授带领的科学家团队，开发出一种新型的太赫兹近场显微镜，可以在设备不接近样品的情况下实现太赫兹亚波长成像。
在这种太赫兹近场技术中，两个重叠的空气等离子体形成一种十字灯丝，以此打开一个动态孔径来调制样品表面太赫兹光束的强度。当十字灯丝离样品表面足够近时，就能实现分辨率达到几十微米的太赫兹成像。这种技术有效地消除了传统太赫兹近场成像中样品选择的局限性，最大限度地减小了对样品的损伤。
为了检验该技术的性能，团队测量了四种材料的太赫兹亚波长图像，包括金属分辨率测试图、半导体芯片、塑料模型和油渍。此外，如果包装对太赫兹和可见光是透明的，该技术原则上也适用于封装样品。因此可以预期，此次报道的方法将极大地拓宽太赫兹近场显微镜的应用，例如生物医学传感和化学检测领域。
