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你可能見過一顆好好的樹（如核桃樹）被無情的蟲子，從外吃到裡，然後鑽進樹幹裡去，直到把這棵樹給啃食成“空心樹”，對於農民伯伯來說這是非常可惡的事情，而且也很難將這些蟲子給消滅，甚是頭疼！同樣對於乾的木材，用於傢俱或者建築的棟樑之材也被蟲給吃的不可用，甚至成一堆灰。蟲害正成為林業一個日益昂貴的問題，特別是在與氣候變化有關乾旱和炎熱期增加的地區。

一種新的太赫茲成像技術可以幫助減緩這些蟲害的傳播，它可以在樹木表面可見之前探測到樹木內部的昆蟲損傷。來自德國霍克應用科學與藝術大學的研究小組成員Kirsti Krugener說：我們的方法可以用來檢測樹幹上、進口木材上或木材製品上的早期蟲害。這可以幫助抵禦來自其他國家的有害昆蟲，並在蟲害蔓延到整個森林之前阻止其蔓延。在《光學學會應用光學》上，研究人員報告瞭如何使用太赫茲飛行時間斷層掃描技術。

以非侵入性方式識別木材樣本中存在甲蟲造成的無形損害，這種甲蟲會感染歐洲的雲杉和其他針葉樹，還能夠重建木材樣品的內部結構。檢測破壞樹木昆蟲的鑽孔通常是透過手工檢查木材來完成，然後估計被移除的森林受感染區域，這是首次使用技術方法來探測昆蟲鑽孔。將這種新方法納入一種行動式儀器可以評估森林中的個別樹木，因此只需要將受感染的樹木移走。由於它不會損壞正在成像的樣本，這項技術也可能對研究木乃伊、研究和修復藝術品或工業質量控制有用。

看到表面之下

電磁頻譜的太赫茲區域位於微波和紅外區域之間，它被用於許多機場的全身掃描器等應用，因為不傷害人體或被檢查的材料，可以看穿衣服、塑膠和植物材料等材料。太赫茲飛行時間層析成像的工作原理很像超聲波測量，因為木材樣品內部每個介面都反映出一定數量的太赫茲輻射，這些輻射是根據其隨時間變化的順序檢測和分析的。每條由昆蟲形成的隧道都通向一個反射輻射的新介面。受感染的樣本比未受感染樣本反射的太赫茲輻射更多，因為介面更少。

此外，個體反射的太赫茲訊號可以用來形成整個區域影象，這樣就可以看到受感染木材的內部結構。雖然太赫茲飛行時間層析成像已經使用了近20年，但直到現在它還只能應用於平面樣品。兩年前，研究人員開發了一種新程式，使用機械臂逐點掃描任意形狀的樣品，同時保持發射-接收頭垂直於樣品表面，並與樣品表面保持一定的距離。研究人員將這些方法應用於已知和未知內部結構木材樣品的成像，將結果與傳統層析成像技術進行了比較。

發現由太赫茲訊號重建的內部結構與x射線或計算機層析成像的結果吻合得很好。能夠透過檢測在木材表面下1釐米的甲蟲洞來區分受感染的和未受感染的樣本。太赫茲測量的深度解析度高於傳統的x射線技術，可以與微型ct相媲美。然而，與微型ct不同的是，太赫茲系統可以用於任何尺寸的樣本。研究人員目前正在努力提高測量和資料分析的速度，並開發更復雜的資料分析，使該方法更實用的檢測受感染木材。

博科園｜研究/來自：光學學會

參考期刊《應用光學》

DOI： 10。1364/AO。58。006063

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