世界首次！太赫兹技术实现三星堆青铜器无损层析成像

中国自主研发的太赫兹近场成像系统成功应用于文物检测，精度达微米级，助力文化遗产精准修复

By YU Haoyuan

一只机械臂轻缓转动，向一件珍贵青铜文物发射出电磁波。在四川成都电子科技大学太赫兹科学与技术重点实验室，科研人员正利用太赫兹波对三星堆遗址出土的青铜器进行无损扫描。计算机屏幕上实时显示出文物锈蚀层的详细信息，为后续保护与修复提供关键数据支持。

▲ 三星堆遗址出土的青铜人像。（图片来源：新华社）

此次检测是全球首次采用太赫兹波对青铜器进行层析成像分析，所使用的太赫兹近场成像系统基于真空电子器件，由中国科学家完全自主研制，属世界首创。

太赫兹波频率范围为0.1至10太赫兹，波长介于0.03至3毫米之间。研究团队负责人胡旻介绍，相比X射线等电离辐射技术，太赫兹波光子能量极低，不会引发电离反应，既能安全穿透非金属材料，又可避免对文物和操作人员造成损伤。

“通过时间域脉冲在物体内部的多层反射，太赫兹波能获取分层结构信息，无需切割即可探知文物内部构造。”胡旻表示。

实验室研究人员张晓秋进一步说明，为精确识别锈层分布，团队首先采用结构光技术构建文物三维数字模型，形成“数字地图”；再结合智能算法规划太赫兹波扫描路径，确保探测垂直入射，提升厚度测量精度。

“机械臂操控探测头发射太赫兹波，穿透锈层并揭示其内部结构与材质特性。最终将检测数据与三维模型融合，生成锈层三维图像，直观呈现锈蚀分布、形貌及厚度变化。”张晓秋说。

这一“太赫兹指纹”技术有助于文保人员区分有害锈与无害锈，提升修复工作的精准性与效率。该技术采用飞秒脉冲飞行时间成像，在文物出土后10分钟内即可获取表层初步信息，具备高分辨率成像能力，厚度识别精度达10微米，横向分辨率达50纳米。

张晓秋表示，实验室将持续发挥太赫兹技术优势，为三星堆出土文物提供无损检测、病害诊断等技术支持。

胡旻透露，未来团队计划融合人工智能与机器学习技术，提升太赫兹数据分析处理的效率与准确性，使检测结果更详尽可靠。同时，将进一步加强与考古学、材料科学等领域的跨学科合作，推动太赫兹技术在文物保护中的创新应用。

Editor | SONG Ziyan

Supervisor| FANG Linlin