[發明專利]一種基于太赫茲波偽熱光源的成像裝置

無效

• 申請號: 201210548893.4
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN102998261A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 孫博
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

技術領域

本發明涉及太赫茲波光電子學技術領域，具體涉及一種太赫茲波成像裝置。

背景技術

太赫茲波（THz波）是指頻率在0.1-10THz范圍內的電磁波（1THz=10¹²Hz），其波段位于電磁波譜中毫米波和遠紅外光之間。近年來，隨著太赫茲波光電子技術迅速發展，太赫茲波成像技術方面日新月異。目前，最為常見的太赫茲波成像技術是脈沖太赫茲波時域光譜成像技術。它通過對含有成像物體信息的太赫茲波時域脈沖的傅立葉變換，就可獲得到它的強度和相位的空間分布信息，進而物體的太赫茲波圖像，還可獲取物體的空間密度分布、折射率等信息。然而，這種太赫茲波成像系統光路結構較為復雜，過多的光學元件導致其光路穩定性較差，復雜的數據處理過程導致圖像獲取過程不直觀。

另一種常見的太赫茲波成像技術，是連續太赫茲波成像技術。這種太赫茲波成像系統通過記錄太赫茲波透過物體（或經物體反射）后的強度信息來實現成像，因此與時域光譜成像系統相比，在成像數據采集和處理方式上較為簡單、迅速，成像系統結構也相對簡單。這種成像技術的主要缺點是圖像信息量少，在實驗中太赫茲波在光路中的多次反射會發生相干疊加，導致圖像中可能存在干涉條紋。

在上述兩種太赫茲波成像技術中，還都存在以下不足：

（1）當攜帶成像物體信息的太赫茲波在空間傳輸時，很容易受到外界環境的隨機干擾，例如空氣流動、濕度變化、煙塵等，成像效果必然會受到影響，抗干擾能力較差，這就限制了這些太赫茲波成像技術在惡劣環境中的實際應用。

（2）太赫茲波成像技術中通常所使用的太赫茲波輻射源，例如基于飛秒激光器的脈沖太赫茲波源、返波管、光泵太赫茲波激光器等，有的價格昂貴，運行和維護費用高，有的體積大、操作復雜，工作穩定性有待進一步提高，限制了其實用性發展。

發明內容

針對上述現有技術存在的缺陷或不足，本發明的目的在于，提供一種結構簡單、抗干擾能力強的基于太赫茲波偽熱光源的成像裝置。

為了實現上述任務，本發明采用如下的技術解決方案：

一種基于太赫茲波偽熱光源的成像裝置，其特征在于，包括太赫茲波參量振蕩器，太赫茲波聚焦透鏡，旋轉的毛面硅片，太赫茲波準直透鏡，太赫茲波分束器，太赫茲反射光路系統和太赫茲透射光路系統，以及符合測量裝置；其中：

所述毛面硅片置于太赫茲波聚焦透鏡的焦點附近，毛面硅片到太赫茲波準直透鏡的距離為太赫茲波準直透鏡的焦距長度；

所述的太赫茲透射光路系統由待成像物體，太赫茲波收集透鏡，第一太赫茲衰減片和第一肖特基勢壘光電二極管組成；其中，第一肖特基勢壘光電二極管置于太赫茲波收集透鏡的焦點上；第一太赫茲衰減片置于太赫茲波收集透鏡和第一肖特基勢壘光電二極管之間；

所述的太赫茲反射光路系統由第二太赫茲衰減片和第二肖特基勢壘光電二極管組成；其中，第二肖特基勢壘光電二極管做空間平面成像掃描；第一肖特基勢壘光電二極管和第二肖特基勢壘光電二極管連接于符合測量裝置。

本發明的基于太赫茲波偽熱光源的成像裝置，具有操作靈活、結構簡單、抗干擾能力強等優點，可廣泛用于軍事偵察、遙感、生物醫學成像、安全反恐、多功能傳感器等領域，應用前景巨大。與現有常見的太赫茲波成像技術相比，具有以下優點：

1、在這種太赫茲成像技術中，待成像物體放置于太赫茲透射光路中，攜帶物體成像信息的太赫茲波被一固定的、不做空間分辨的點探測器全部接收，而在太赫茲反射光路中的點探測器做空間成像平面掃描，擔任空間分辨測量任務。這樣，就實現了物體與成像探測器的分離。也就是說，即使太赫茲透射光路中攜帶成像物體信息的光場受到外界環境的隨機干擾后，仍可以在太赫茲反射光路中獲得清晰的像。因此，這種太赫茲成像技術可顯著提高太赫茲成像系統的抗干擾能力和成像靈活性；

2、在這種基于太赫茲波偽熱光源的成像技術中，由于其成像原理是基于強度漲落關聯的原理，因此對太赫茲探測器的靈敏度要求較低，選擇太赫茲波段的肖特基勢壘光電二極管即可。

3、太赫茲波輻射源為太赫茲波參量振蕩器，它具有體積小、結構簡單緊湊、成本低廉、易于維護、可室溫運轉，并且可以產生相干性好、方向性好、線偏振、窄線寬、線偏振、高能量的脈沖太赫茲波輻射。

附圖說明

圖1是本發明的基于太赫茲波偽熱光源的成像裝置結構示意圖。