[發(fā)明專利]一種太赫茲準光伺服鏡掃描連續(xù)波反射成像系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810991427.0
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN109297932A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李召陽;肖勇;張鏡水;王文鵬;張春艷
• 申請（專利權(quán)）人: 北京遙感設(shè)備研究所
• 主分類號: G01N21/47
• 分類號: G01N21/47;G01N21/01
• 代理公司: 中國航天科工集團公司專利中心 11024
• 代理人: 孔曉芳

1.一種太赫茲準光伺服鏡掃描連續(xù)波反射成像系統(tǒng)，包括：太赫茲信號源(1)、喇叭天線(2)、菲涅耳透鏡A(3)、分束鏡(4)、菲涅耳透鏡B(5)、樣品采樣臺(9)和計算機(11)，其特征在于還包括：折轉(zhuǎn)反射鏡(6)、掃描平面鏡(7)、伺服(8)和自混頻太赫茲探測器(10)；

采用共焦傳輸光路搭建成像系統(tǒng)，連接關(guān)系為：太赫茲信號源(1)的輸出口與喇叭天線(2)饋電輸入口連接；菲涅耳透鏡A(3)的前焦點與喇叭天線(2)的高斯束腰位置重合，菲涅耳透鏡A(3)的后焦點與菲涅耳透鏡B(5)的前焦點位置重合，分束鏡(4)放置在菲涅耳透鏡A(3)與菲涅耳透鏡B(5)的公共焦點處；折轉(zhuǎn)反射鏡(6)放置于菲涅耳透鏡B(5)的后面，掃描平面鏡(7)與折轉(zhuǎn)反射鏡(6)平行相對放置，樣品采樣臺(9)位于掃描平面鏡(7)后面、菲涅耳透鏡B(5)的后焦點匯聚處；自混頻太赫茲探測器(10)的接收窗口位于分束鏡(4)的反射光路上，自混頻太赫茲探測器(10)的數(shù)據(jù)輸出口與計算機(11)的數(shù)據(jù)采集輸入口連接，伺服(8)位于掃描平面鏡(7)的背部，同時伺服(8)的控制口與計算機(11)的控制口連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太赫茲準光伺服鏡掃描連續(xù)波反射成像系統(tǒng)，其特征在于，所述自混頻太赫茲探測器(10)是一種基于GaN/AlGaN場效應(yīng)管室溫太赫茲探測器，利用場效應(yīng)管的非線性對接收太赫茲波自混頻，輸出正比于入射波能量的電壓信號。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太赫茲準光伺服鏡掃描連續(xù)波反射成像系統(tǒng)，其特征在于，所述喇叭天線(2)，采用能輻射高斯波束的對角型角錐喇叭天線或者圓錐波紋喇叭天線，輻射效率大于85％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太赫茲準光伺服鏡掃描連續(xù)波反射成像系統(tǒng)，其特征在于，所述分束鏡(4)為高電阻硅材料的半透半反鏡，與光路成45o放置，發(fā)射光路利用其透射特性，接收光路利用其反射特性。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的太赫茲準光伺服鏡掃描連續(xù)波反射成像系統(tǒng)，其特征在于，成像系統(tǒng)工作時，發(fā)射光路上，太赫茲信號源(1)輸出信號經(jīng)喇叭天線(2)變換成高斯波束輻射出去，高斯波束經(jīng)過菲涅耳透鏡A(3)匯聚并入射到分束鏡(4)，菲涅耳透鏡A(3)的出射光經(jīng)過分束鏡(4)透射后進入菲涅耳透鏡B(5)，經(jīng)菲涅耳透鏡B(5)匯聚后出射光束進入折轉(zhuǎn)反射鏡(6)，折轉(zhuǎn)反射鏡(6)的出射光進入掃描平面鏡(7)，掃描平面鏡(7)的出射光匯聚在樣品采樣臺(9)上的待測目標上；接收光路上，待測目標反射的太赫茲波經(jīng)過掃描平面鏡(7)與折轉(zhuǎn)反射鏡(6)反射后進入菲涅耳透鏡B(5)，菲涅耳透鏡B(5)將接收到待測目標反射的太赫茲波再次匯聚，反向進入分束鏡(4)，分束鏡(4)將載待測目標圖像信息的太赫茲波反射到自混頻太赫茲探測器(10)上；成像過程中掃描平面鏡(7)在伺服(8)的控制下對樣品采樣臺(9)上待測目標不同的位置進行掃描，由于待測目標不同位置表面及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，自混頻太赫茲探測器(10)接收到的反射太赫茲波信號強弱也就不同；計算機(11)控制伺服(8)掃描與自混頻太赫茲探測器(10)信號接收同步工作，實時采集伺服(8)輸出的角度信號與自混頻太赫茲探測器(10)輸出的電壓數(shù)據(jù)，最后通過計算機(11)數(shù)據(jù)分析處理，得到的待測目標的太赫茲二維反射圖像，從而實現(xiàn)對待測目標的無損檢測。