[發(fā)明專利]一種連續(xù)波太赫茲實時成像裝置及其方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810065101.1
• 申請日: 2008-01-02
• 公開（公告）號: CN101251492A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發(fā)明（設計）人: 阮雙琛;張敏;楊珺;蘇紅;劉文權(quán)
• 申請（專利權(quán)）人: 阮雙琛;張敏;楊珺;蘇紅;劉文權(quán);深圳大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01B9/00
• 代理公司: 深圳市智科友專利商標事務所
• 代理人: 曲家彬

所屬技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種成像裝置及其成像方法，具體地涉及一種太赫茲波實時成像裝置及其成像方法。

現(xiàn)有技術(shù)

太赫茲(THz)輻射是指振蕩頻率在0.1THz-10THz(1THz＝10¹²Hz)的電磁波，此波段的電磁輻射具有很多獨特的性質(zhì)：1)THz波對很多介電材料和非極性液體有很好的穿透性，因此太赫茲波可以對不透明物體進行透視成像；2)THz波另一個顯著特點是它的安全性，它的光子能量很低，對生物體安全；3)THz波段還包含了豐富的光譜信息，具有良好的光譜分辨特性。因而太赫茲技術(shù)在生物醫(yī)學、安全監(jiān)測等領域都有獨特的優(yōu)勢。

目前從輻射源考慮，THz成像技術(shù)可分為脈沖波THz成像和連續(xù)波THz成像兩大類。脈沖波THz時域光譜成像是研究最廣泛的THz成像技術(shù)，主要是利用超短脈沖激發(fā)產(chǎn)生THz脈沖，經(jīng)過時域到頻域的轉(zhuǎn)換得到樣品各種信息，然后進行數(shù)據(jù)處理得到THz圖像，此方法產(chǎn)生的THz功率低(微瓦級)、成像速度慢、數(shù)據(jù)處理繁瑣。連續(xù)波THz成像技術(shù)中，THz源可以采用量子級聯(lián)激光器，但是量子級聯(lián)激光器輸出頻率較高，且需要低溫運行；還可以采用返波管，其優(yōu)點是輸出頻率可調(diào)，但其輸出頻率太低(＜1.5THz)。光泵太赫茲激光器也是產(chǎn)生連續(xù)波THz的輻射源，可以室溫工作，且輸出功率較高。從成像方法來考慮，THz成像技術(shù)可分為掃描成像和實時成像兩大類：掃描成像技術(shù)對樣品上各點逐次掃描，成像速度慢；而現(xiàn)在THz實時成像主要采用電光晶體，成像面積較小、成像結(jié)構(gòu)復雜。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有成像裝置和成像方法中成像面積較小、成像結(jié)構(gòu)復雜、成像速度慢、數(shù)據(jù)處理繁瑣的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的太赫茲波實時成像裝置和成像方法。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)發(fā)明目的：

一種連續(xù)波太赫茲實時成像裝置，該裝置包括連續(xù)波太赫茲輻射源、離軸拋物面鏡、樣品臺、聚乙烯透鏡、熱釋電相機和計算機；離軸拋物面鏡設置在太赫茲輻射源的太赫茲發(fā)射路徑上，離軸拋物面鏡后設置樣品臺，光路通過樣品臺上的樣品，樣品臺后沿光路設置聚乙烯透鏡，熱釋電相機的接收端口設置于聚乙烯透鏡的透射光路上，連續(xù)波從太赫茲輻射源發(fā)出后經(jīng)離軸拋物面鏡收集并集中入射到樣品臺的樣品上，再經(jīng)聚乙烯透鏡由熱釋電相機接收，熱釋電相機成像后數(shù)據(jù)接入計算機；所述的聚乙烯透鏡可以為高密度聚乙烯透鏡或聚四氟乙烯透鏡。

一種連續(xù)波太赫茲實時成像方法，包括以下步驟：

a.由太赫茲輻射源發(fā)出連續(xù)太赫茲波，通過離軸拋物面鏡對連續(xù)太赫茲波進行收集；

b.離軸拋物面鏡把收集到的連續(xù)太赫茲波入射到樣品臺上的樣品上；

c.從樣品透射出來的太赫茲光由聚乙烯透鏡收集并入射到熱釋電相機上；

d.熱釋電相機把光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柌⑤斎氲接嬎銠C上；

e.計算機通過熱釋電相機自帶軟件對圖像進行實時成像顯示。

從連續(xù)波太赫茲輻射源出射的太赫茲光被離軸拋物面鏡收集并入射到樣品臺上的樣品上，從樣品透射的太赫茲光加載了樣品的信息，此信號光被聚乙烯透鏡收集并入射到熱釋電相機上，熱釋電相機把光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺斎氲接嬎銠C上，計算機對數(shù)據(jù)進行處理并在顯示器上實時顯示出樣品的太赫茲圖像。離軸拋物面鏡和聚乙烯透鏡的距離使得信號均勻照射熱釋電相機接收面，調(diào)節(jié)樣品到聚乙烯透鏡的距離以及熱釋電相機的位置，可以調(diào)節(jié)圖像的放大率。調(diào)節(jié)太赫茲輻射源的輸出波長，還可以得到不同頻率的太赫茲圖像。

本發(fā)明的有益效果是熱釋電相機接收面積大，成像速度快、成像面積大，而且可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)太赫茲輻射源的輸出頻率和輸出功率，調(diào)節(jié)光學系統(tǒng)的成像放大率，從而滿足不同物質(zhì)、不同需要的檢測要求。該裝置可以對隱藏在報紙、織物、塑料等包裹物內(nèi)的金屬危險品如刀具等進行實時成像，還可以對信件中的物體進行無損探測。

附圖說明

圖1本發(fā)明成像裝置結(jié)構(gòu)圖

圖中，1連續(xù)波太赫茲輻射源、2離軸拋物面鏡、3樣品臺、4聚乙烯透鏡、5熱釋電相機、6計算機。

具體實施方式