TERAHERTZ IMAGING FOR NONDESTRUCTIVE EVALUATION AND MATERIAL CHARACTERIZATION A Dissertation Presented to The Academic Faculty

IMAGERIE TERAHERTZ POUR L'ÉVALUATION NON DESTRUCTIVE ET LA CARACTÉRISATION DU MATÉRIEL Une thèse présentée à la Faculté académique

Junliang Dong (1, 2)

1 ECE GeorgiaTech - School of Electrical and Computer Engineering - Georgia Insitute of Technology
2 Georgia Tech Lorraine [Metz]

Thanks to the emergence of powerful light sources and highly sensitive detectors operating in the terahertz (THz) spectral region, the traditional THz ‘gap’ (0.1-10 THz) is shrinking fast nowadays. Recent advances in photonics and electronics enables the development of compact but sophisticated THz time domain spectroscopy (TDS) systems. Today, pulsed THz imaging based on THz-TDS systems is investigated in many areas spanning from nondestructive evaluation (NDE), industrial quality control, medical imaging and security sectors to studies of fundamental physics and cultural heritage. Despite the on-going broad applications of THz imaging, a THz ‘killer application’– a novel, innovative use in which THz imaging exhibits higher performance than any other existing techniques, is still waiting to be clearly identified. Therefore, the research problems of this thesis aim at the exploration of the potential of THz imaging in the fields of industry and cultural heritage conservation science, and developing theories and techniques to enhance the capabilities of THz imaging to solve practical problems in NDE and material characterization. The thesis is outlined as follows.

Grâce à l'émergence de sources lumineuses puissantes et de détecteurs très sensibles opérant dans la région spectrale térahertz (THz), l’écart THz traditionnel (0,1-10 THz) diminue rapidement de nos jours. Les récents progrès de la photonique et de l'électronique permettent le développement de la spectroscopie compacte mais sophistiquée du domaine temporel THz (TDS) systèmes. Aujourd'hui, l'imagerie THz pulsée basée sur les systèmes THz-TDS est étudiée dans de nombreux domaines allant de l'évaluation non destructive (NDE), la qualité industrielle les secteurs du contrôle, de l’imagerie médicale et de la sécurité aux études de physique fondamentale et héritage culturel. Malgré les vastes applications en cours de l'imagerie THz, un THz «Application mortelle» - une nouvelle utilisation innovante dans laquelle l’imagerie THz performances que toute autre technique existante, attend toujours d’être clairement identifiée. Par conséquent, les problèmes de recherche de cette thèse visent à explorer le potentiel de l'imagerie THz dans les domaines de l'industrie et de la science de la conservation du patrimoine culturel, et développer des théories et des techniques pour améliorer les capacités d'imagerie THz pour résoudre des problèmes pratiques en NDE et caractérisation de matériaux. La thèse est résumée comme suit.

Mots clés: Terahertz

Mots clés: Terahertz

Domaines: Physique Quantique [quant-ph]

Junliang Dong. TERAHERTZ IMAGING FOR NONDESTRUCTIVE EVALUATION AND MATERIAL CHARACTERIZATION A Dissertation Presented to The Academic Faculty. Quantum Physics [quant-ph]. École Doctorale de génie électrique et informatique, 2017. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02433323⟩