[發明專利]太赫茲成像裝置和太赫茲成像方法

有效

• 申請號: 200910135979.2
• 申請日: 2009-05-07
• 公開（公告）號: CN101566589A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 金雷;張元亭;龔小競;楊郡;張艷東
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: G01N23/02
• 分類號: G01N23/02;G01N21/84;G01J3/453
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司
• 代理人: 曾旻輝

1.一種太赫茲成像裝置，其特征在于：包括太赫茲脈沖發射裝置、分振幅干涉裝置、探測器；所述太赫茲脈沖發射裝置用于發射太赫茲脈沖；所述分振幅干涉裝置用于接收太赫茲脈沖，將太赫茲脈沖分為參考光和信號光，所述信號光用于掃描樣品；所述分振幅干涉裝置還用于使參考光和信號光的光程差小于一個波列長度，此時，參考光和信號光發生分振幅干涉，產生包含有樣品信息的太赫茲脈沖分振幅干涉信號；所述探測器用于接收太赫茲脈沖分振幅干涉信號，產生包含有樣品信息的電信號。

2.根據權利要求1所述的太赫茲成像裝置，其特征在于：所述分振幅干涉裝置由邁克爾遜干涉儀實現。

3.根據權利要求1所述的太赫茲成像裝置，其特征在于：所述太赫茲脈沖發射裝置是光電導發射器或光整流發射器，所述探測器是光電導探測器或電光探測器。

4.根據權利要求3所述的太赫茲成像裝置，其特征在于：所述電光探測器是電光晶體。

5.根據權利要求4所述的太赫茲成像裝置，其特征在于：所述電光晶體是碲化鋅電光晶體或磷化鎵電光晶體。

6.根據權利要求3所述的太赫茲成像裝置，其特征在于：所述光整流發射器包括激光產生裝置、延時裝置、發射器；所述激光產生裝置用于產生泵浦光和探測光；泵浦光通過延時裝置后入射至發射器，探測光入射至探測器；所述延時裝置用于改變泵浦光和探測光的相對延遲時間；所述發射器用于發射太赫茲脈沖。

7.根據權利要求3所述的太赫茲成像裝置，其特征在于：所述光整流發射器包括激光產生裝置、延時裝置、發射器；所述激光產生裝置用于產生泵浦光和探測光；泵浦光入射至發射器，探測光通過延時裝置后入射至探測器；所述延時裝置用于改變探測光和泵浦光的相對延遲時間；所述發射器用于發射太赫茲脈沖。

8.根據權利要求6或7所述的太赫茲成像裝置，其特征在于：所述激光產生裝置包括飛秒激光器和分束器，所述飛秒激光器發射的飛秒激光通過分束器后分為兩束，即泵浦光和探測光。

9.根據權利要求1所述的太赫茲成像裝置，其特征在于：所述分振幅干涉裝置包括分束器、參考鏡和樣品平臺，所述樣品平臺用于放置樣品；所述分束器用于將太赫茲脈沖分為參考光和信號光，參考光入射至參考鏡并經參考鏡反射后再次到達分束器，然后透過分束器向探測器傳播；信號光入射至樣品并經樣品反射后再次到達分束器，然后被分束器反射后向探測器傳播。

10.根據權利要求9所述的太赫茲成像裝置，其特征在于：所述參考鏡可沿參考光傳播方向移動。

11.根據權利要求10所述的太赫茲成像裝置，其特征在于：所述參考鏡是由電動馬達控制的可沿參考光傳播方向移動的平面反射鏡。

12.根據權利要求9所述的太赫茲成像裝置，其特征在于：所述分振幅干涉裝置還包括相位調制器，所述相位調制器設置在分束器和參考鏡之間。

13.根據權利要求9所述的太赫茲成像裝置，其特征在于：所述分振幅干涉裝置還包括菲涅爾透鏡，所述菲涅爾透鏡設置在分束器和樣品之間。

14.根據權利要求13所述的太赫茲成像裝置，其特征在于：所述菲涅爾透鏡的數值孔徑大于或等于0.7。

15.根據權利要求1所述的太赫茲成像裝置，其特征在于：所述樣品信息包含樣品的三維結構信息和光譜信息。

16.根據權利要求1所述的太赫茲成像裝置，其特征在于：還包括信號處理電路，所述信號處理電路對包含有樣品信息的電信號進行處理，得到太赫茲脈沖分振幅干涉信號的振幅和相位信息。

17.根據權利要求16所述的太赫茲成像裝置，其特征在于：還包括計算機，所述計算機對信號處理電路輸出的信號進行數字化處理，得到可視化圖像。

18.一種太赫茲成像方法，其特征在于：包括：

發射太赫茲脈沖；

將太赫茲脈沖分為參考光和信號光，并使參考光和信號光的光程差小于一個波列長度；

產生包含有樣品信息的太赫茲脈沖分振幅干涉信號；

接收太赫茲脈沖分振幅干涉信號；

輸出包含有樣品信息的電信號。