Un projecteur de théâtre maintient l'acteur dans son faisceau, où qu'il aille. Le radar térahertz dont il est question fait de même avec une impulsion lumineuse courte réfléchie par un objet en mouvement.

Les ondes térahertz se situent entre les micro-ondes et la lumière infrarouge. Elles traversent les vêtements et le plastique, mais n'endommagent pas les tissus, c'est pourquoi on les essaie pour la fouille et le diagnostic médical. La méthode classique mesure la forme d'une impulsion courte réfléchie par l'échantillon. Le problème, c'est que tout déplacement de l'échantillon décale l'impulsion dans le temps, et elle sort de la fenêtre d'observation étroite. Avant, cela signifiait une seule chose : la cible devait rester immobile.

Les physiciens japonais ont assemblé un dispositif composé de deux lasers térahertz. Les fréquences de leurs impulsions sont rigidement liées, mais on peut déphaser un laser pour déplacer la fenêtre temporelle. Au lieu de balayer lentement toute la gamme, le système fait osciller rapidement le délai dans une fenêtre étroite de 61 picosecondes et effectue jusqu'à 154 mesures complètes par seconde. La position du pic de l'impulsion dans la fenêtre est mesurée en temps réel. Si le pic se déplace à cause du mouvement de l'échantillon, une rétroaction corrige la phase du second laser et ramène le pic au centre.

Ainsi, ils ont réussi à maintenir l'impulsion dans la fenêtre lorsque un miroir se déplaçait à une vitesse de 4 centimètres par seconde sur une distance de 12 centimètres. Cela représente 26 fois la largeur de la fenêtre elle-même. La précision de la détermination de la position du pic était de 10 femtosecondes par mesure, et en moyennant sur 0,44 seconde, elle s'est améliorée à 1,5 femtoseconde, ce qui correspond à un déplacement de 225 nanomètres. La vitesse de suivi maximale est estimée à 10,8 centimètres par seconde.

Dans une expérience modèle, un miroir doré sur un vibreur imitait la respiration et les battements cardiaques : les amplitudes des oscillations étaient de 2,1 millimètres et 0,21 millimètre, et les fréquences de 0,25 et 1,2 hertz. Le système a reconstitué ces mouvements faibles sur fond de déplacement linéaire allant jusqu'à 10 centimètres. Le spectre du signal reconstitué montrait clairement les deux fréquences.

Auparavant, la spectroscopie térahertz exigeait un échantillon immobile, sinon l'impulsion sortait de la fenêtre de mesure. Maintenant, la fenêtre suit elle-même la cible, qui se déplace de plusieurs dizaines de centimètres, avec une précision de fractions de micron. Cela est réalisé grâce à une paire de lasers à peigne de fréquences programmable : l'un balaye rapidement une fenêtre étroite, et l'autre, sur signal de rétroaction, décale cette fenêtre pour maintenir le pic au centre.

Le projecteur qui tourne tout seul pour suivre l'acteur fonctionne désormais aussi dans le monde des ondes térahertz. La prochaine étape consiste à accélérer la rotation et à apprendre à suivre un objet se déplaçant dans le plan. Alors, la surveillance sans contact de la respiration et des battements cardiaques chez les patients, ou le contrôle de produits sur une chaîne de montage, deviendront une pratique courante.