[發(fā)明專利]一種提高太赫茲掃描成像速度的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310540336.2
• 申請日: 2013-11-05
• 公開（公告）號: CN103575654A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁英豪;趙坤;孫峰;鄧代竹;李淵;梁娟;張青;張保
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北久之洋紅外系統(tǒng)股份有限公司
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/3581
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明涉及太赫茲波應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種提高太赫茲掃描成像速度的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

太赫茲（THz）波通常指頻率在0.1?~?10?THz（波長在3?mm?~?30?μm）之間的電磁波，在電磁波譜中位于微波和紅外輻射之間。THz波能穿透很多介電材料和非極性材料，如衣料、塑料和紙張等，可以對可見光不透明的物體進行透視成像，且其光子能量很低，不會對生物體產(chǎn)生電離，故太赫茲成像技術(shù)是一種安全的成像技術(shù)。另外，與毫米波成像技術(shù)相比，太赫茲波波長更短，因此能夠提供更高的空間分辨率。基于以上特點，太赫茲波成像技術(shù)在郵件、行李和人體安檢領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價值。

目前，太赫茲陣列探測器制作困難而且價格昂貴，因此大多數(shù)的太赫茲成像系統(tǒng)仍然采用點探測器和掃描成像模式。受限于機械掃描裝置的掃描速度，太赫茲成像系統(tǒng)完成目標掃描成像通常需要耗費很長的時間，難以滿足安檢領(lǐng)域?qū)Τ上駥崟r性的需求。盡管通過增加點探測器個數(shù)可以成倍提高太赫茲掃描成像速度，但卻會導(dǎo)致成本的大幅度提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中提高太赫茲掃描成像速度成本太高的缺陷，提供一種提高太赫茲掃描成像速度的方法和系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種提高太赫茲掃描成像速度的系統(tǒng)，太赫茲波源、太赫茲波探測器、第一分束鏡、準直透鏡、第二分束鏡、平面金屬反射鏡、第一斬波器、第二斬波器、斬波器控制器、第一90°離軸拋物面金屬反射鏡、第二90°離軸拋物面金屬反射鏡、二維電控位移臺、電控位移臺控制器、計算機和數(shù)據(jù)采集卡；

所述第一分束鏡將太赫茲波源發(fā)出的太赫茲波光束轉(zhuǎn)至準直透鏡；所述準直透鏡用于擴大太赫茲波光束的束腰半徑；所述第二分束鏡用于將經(jīng)過準直透鏡的太赫茲光路按能量均分為兩路；第二分束鏡分束后的一路太赫茲光束進入第二斬波器；平面金屬反射鏡用于協(xié)助將分束后的另一路太赫茲光束折射至第一斬波器；所述第一斬波器和第二斬波器用于對兩路太赫茲波光束以不同頻率進行斬波；斬波器控制器用于控制第一斬波器和第二斬波器以不同頻率運轉(zhuǎn)；所述第一90°離軸拋物面金屬反射鏡和第二90°離軸拋物面金屬反射鏡用于將斬波后的太赫茲光束反射、聚焦至待測物體表面；二維電控位移臺用于使待測物體在二維平面內(nèi)運動，使太赫茲聚焦光斑在物體表面形成二維掃描；電控位移臺控制器用于控制二維電控位移臺；所述第一分束鏡用于將返回的太赫茲波反射被太赫茲探測器接收；所述太赫茲波探測器用于將接收到的太赫茲波轉(zhuǎn)換為電壓信號；所述計算機用于對通過數(shù)據(jù)卡通采集的轉(zhuǎn)換的電壓信號進行圖像處理。

上述方案中，所述90°離軸拋物面金屬反射鏡可使用由金屬反射鏡和聚乙烯透鏡組成的反射、聚焦式光學(xué)系統(tǒng)替換。

本發(fā)明還提供了一種提高太赫茲掃描成像速度的方法,包括以下步驟：

讓太赫茲波源發(fā)射的連續(xù)太赫茲波經(jīng)過準直透鏡后形成準平行光束，然后用分束器平分為兩路；

在兩路太赫茲波光束中分別插入第一斬波器和第二斬波器，斬波頻率分別為f₁和f₂；

兩路太赫茲波光束分別被90°離軸拋物面金屬反射鏡反射，在待測物體表面兩個不同位置分別形成聚焦光斑；

被待測物體表面反射的兩路太赫茲波原路返回，經(jīng)過第二分束鏡被太赫茲探測器所接收；

太赫茲探測器將接收到的太赫茲波轉(zhuǎn)換為電壓信號，并輸出含有兩種調(diào)制頻率為f₁和f₂的模擬電壓信號，該信號通過數(shù)據(jù)卡被計算機采集；

在計算機中采用數(shù)字濾波技術(shù)，根據(jù)頻率不同分別提取得到兩路太赫茲波的反射信號強度；

控制二維電控位移臺使太赫茲聚焦光斑在待測物體表面二維掃描，獲取待測物體每一點的反射信號強度，通過數(shù)據(jù)融合獲得待測物體的二維太赫茲波反射圖像。

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本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：

????1.?使用本發(fā)明提供的系統(tǒng)，僅使用一個連續(xù)太赫茲波源和一個點太赫茲探測器，即可在相同的掃描速度下，將太赫茲掃描成像速度提高一倍。

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附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明的太赫茲波掃描成像系統(tǒng)的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實施方式