太赫兹波首次用于青铜文物层析成像分析
既要准确获取文物的制作年代、元素构成等不同信息,又要尽最大努力避免对文物造成损伤,一直是现代科学与文物保护研究的“矛”与“盾”。随着X射线、红外线等现代常规无损检测技术的突破,人们在“看透”文物的同时,如何原位、无损、整体地获取它的颜料、涂层等表层信息,正成为科研人员探索的新方向。
实验室负责人胡旻率领的科研团队正与浙江大学、四川省文物考古研究院、三星堆博物馆等机构合作,利用自主研发的国际首套基于真空电子器件的太赫兹近场成像系统,对来自三星堆青铜器文物进行层析成像分析,这也是全球首次通过太赫兹波对青铜文物进行层析成像分析。
“太赫兹波,简称太赫兹,是指频率在0.1太赫兹到10太赫兹范围的电磁波,其波长大概在0.03毫米至3毫米之间。”胡旻说。与X射线等具有电离特性的技术相比,太赫兹的光子能量极低,不会引起有害的电离反应,这使得研究人员在不损害文物的前提下,也能深入瞭解其内部结构和材料成分,并且对研究人员也不造成伤害,“它可以穿透绝大多数非金属物质,通过时域脉冲在物体内部的多层次反射,得到物质的分层结构信息,从而无需对文物进行切片。”
实验室博士后张晓秋艶介绍,以三星堆青铜器文物的锈层识别为例,研究人员首先通过结构光技术快速构建文物的三维轮廓,绘制“数字地图”。随后,基于该地图,研究人员通过智能算法规划太赫兹波扫描路径,确保其能够垂直入射实现对锈层厚度的精确识别。