作為一種新型的遠紅外探測方法，太赫茲(THz)成像技術近年來得到了廣泛的關注。由于太赫茲輻射具有非電離輻射能量低、光譜信息寬等獨特的性質，這種成像技術在許多基礎研究和工業領域顯示出強大的應用潛力。然而，由于太赫茲波的波長較長，其成像分辨率一直受到限制。
光學近場技術的引入可以極大地提高分辨率，但需要太赫茲波源或探測器盡可能接近樣品。對于生物醫學傳感和化學檢測中的軟材料或液體材料，傳統的太赫茲近場技術容易損壞樣品，使太赫茲源或探測器受到污染。因此，在更廣泛的應用領域中使用太赫茲近場顯微鏡仍然是一個挑戰。
基于空氣等離子體動態孔徑的太赫茲近場顯微鏡原理圖 | XIN-KE WANG, JIA-SHENG YE, WEN-FENG SUN, PENG HAN, LEI HOU, AND YAN ZHANG
在《光：科學與應用》(Light: Science & Applications)雜志上發表的一新論文中，來自北京超材料與器件重點實驗室、太赫茲光電子學部教育部重點實驗室、首都師范大學物理系的王新柯教授和張巖教授帶領的科學家團隊，開發出一種新型的太赫茲近場顯微鏡，可以在設備不接近樣品的情況下實現太赫茲亞波長成像。
在這種太赫茲近場技術中，兩個重疊的空氣等離子體形成一種十字燈絲，以此打開一個動態孔徑來調制樣品表面太赫茲光束的強度。當十字燈絲離樣品表面足夠近時，就能實現分辨率達到幾十微米的太赫茲成像。這種技術有效地消除了傳統太赫茲近場成像中樣品選擇的局限性，最大限度地減小了對樣品的損傷。
為了檢驗該技術的性能，團隊測量了四種材料的太赫茲亞波長圖像，包括金屬分辨率測試圖、半導體芯片、塑料模型和油漬。此外，如果包裝對太赫茲和可見光是透明的，該技術原則上也適用于封裝樣品。因此可以預期，此次報道的方法將極大地拓寬太赫茲近場顯微鏡的應用，例如生物醫學傳感和化學檢測領域。
