À la frontière onde-lumière

Abstract

Le rayonnement électromagnétique térahertz (THz) couvre un domaine de fréquence allant de 100 GHz à 10 THz, c'est-à-dire à la frontière entre les micro-ondes et les infrarouges lointains. De cette position résulte un certain nombre de propriétés optiques ou quasi-optiques (comme la lumière) et de modes de propagation/péné-tration proches de ceux des ondes électro magnétiques. Les applications de ce rayon nement dans le domaine biomédical ont vu le jour lorsque les mécanismes de pénétration et de diffusion ont pu être éclaircis [1,2] et utilisés pour différencier des milieux aux propriétés électromagnétiques différentes (conductivité, péné-tration) [3]. Plus récemment, le passage des spectroscopies THz aux technologies impliquant le domaine temporel (THz-TDS) marque une évolution cruciale vers une utilisation croissante de spectromètres miniaturisés ayant de nombreuses applications « de terrain », en particulier dans le domaine médico-légal pour la détection de drogues illicites [4]. Après avoir rappelé les bases physiques des modes d'interaction des ondes THz avec la matière puis les différentes applications de ces rayonnements dans le domaine de la santé, nous évoquerons de possibles réserves d'ordre sanitaire à l'utilisation régulière de ces nouvelles technologies. Rappels : les interactions THz-matièreDe manière générale, l'interaction entre une onde élec-tromagnétique et la matière peut se définir soit au niveau corpusculaire (atomique ou moléculaire), soit par la mise en jeu des phénomènes collectifs dans un maté-riau ou un tissu. Pour qu'il y ait interaction et qu'elle soit enregistrable, il faut qu'il existe un « contraste », c'est-à-dire que les différentes parties soient plus ou moins réactives (transparentes ou réfléchissantes) afin que l'on puisse les discriminer [5]. Certains objets émettent euxmêmes un rayonnement THz à température ambiante, dont l'intensité est proportionnelle à leur absorption. Le milieu environnant doit, bien entendu, être transparent pour que le rayonnement issu de l'objet atteigne le détecteur. Il convient donc dans un premier temps de décrire l'interaction entre une onde électromagnétique THz et la matière, afin de comprendre pourquoi un maté-riau est plus ou moins opaque, réfléchissant ou émissif dans ce domaine spectral. Ce dernier s'étend typiquement entre 0,1 et 10 THz correspondant à des longueurs d'onde de 30 μm à 3 mm (Figure 1). L'énergie des photons (entre 0,4 et 40 meV) est trop faible pour interagir avec les transitions entre états électroniques des atomes ou molécules (~ 1 eV) ou avec les énergies de vibration

Clinical trial and detection of SARS-CoV-2 by a commercial breath analysis test based on Terahertz technology

“…The emerging technology based on Terahertz (THz) radiation has been able to detect bio-fingerprints such as VOCs, viruses, bacteria, and inorganic material of exhaled air [ 20 , 21 ]. Terahertz (THz) waves are located in the electromagnetic radiation between the microwave and the infrared spectrum [ 17 , 22 ].…”