[發明專利]一種太赫茲準光伺服鏡掃描連續波反射成像系統

在審

• 申請號: 201810991427.0
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN109297932A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 李召陽;肖勇;張鏡水;王文鵬;張春艷
• 申請（專利權）人: 北京遙感設備研究所
• 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

本發明公開了一種太赫茲準光伺服鏡掃描連續波反射成像系統，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)，還包括：折轉反射鏡(6)、掃描平面鏡(7)、伺服(8)和自混頻太赫茲探測器(10)；本發明采用準光伺服鏡掃描技術代替二維電控支架掃描，能夠提高樣品采樣數據的獲取速度；同時采用自混頻太赫茲探測器代替熱電探測器，提高了信號檢測的響應速度，能夠有效地配合掃描平面鏡實現對待測樣品反射圖像信息的采集，滿足實時性要求較高的應用場合。

技術領域

本發明涉及一種太赫茲連續波反射成像系統，特別是一種太赫茲準光伺服鏡掃描連續波反射成像系統。

背景技術

太赫茲波對非極性、非金屬物質具有良好的穿透性，某些特定的物質，在太赫茲波段存在吸收峰，因此太赫茲波段常用于樣品檢測。太赫茲連續波反射成像系統由于只記錄樣品反射的強度信息，而且不需要時間延遲裝置，相比太赫茲時域光譜成像系統結構簡單、操作方便、數據獲取速度較快，在某些方面具有應用前景。現有的太赫茲連續波反射成像系統一般包括：太赫茲信號源、喇叭天線、斬波器、成像透鏡、分束鏡、熱探測器、電控運動支架、計算機。待測樣品固定在掃描支架上，計算機控制掃描支架進行掃描，使得成像透鏡的匯聚光束依次入射到待測樣品不同的部位，通過熱探測器采集樣品反射的二維強度信息獲得目標的反射圖像。但是電控運動支架掃描速度以及熱探測器響應速度有限，在實時性要求較高的場合太赫茲連續波反射成像系統無法滿足使用需求。

發明內容

本發明目的在于提供一種太赫茲準光伺服鏡掃描連續波反射成像系統，解決電控運動支架掃描速度以及熱探測器響應速度有限，在實時性要求較高的場合下，太赫茲連續波反射成像系統無法滿足使用需求的問題。

一種太赫茲準光伺服鏡掃描連續波反射成像系統，包括：太赫茲信號源、喇叭天線、菲涅耳透鏡A、分束鏡、菲涅耳透鏡B、樣品采樣臺、計算機，還包括折轉反射鏡、掃描平面鏡、伺服、自混頻太赫茲探測器。

采用共焦傳輸成像光路，連接關系為：太赫茲信號源的輸出口與喇叭天線饋電輸入口連接；菲涅耳透鏡A的前焦點與喇叭天線的高斯束腰位置重合，菲涅耳透鏡A的后焦點與菲涅耳透鏡B的前焦點位置重合，分束鏡放置在菲涅耳透鏡A與菲涅耳透鏡B的公共焦點處；折轉反射鏡放置于菲涅耳透鏡B的后面，掃描平面鏡與折轉反射鏡平行相對放置，樣品采樣臺位于掃描平面鏡后面、菲涅耳透鏡B的后焦點匯聚處。自混頻太赫茲探測器的接收窗口位于分束鏡的反射光路上，自混頻太赫茲探測器的數據輸出口與計算機的數據采集輸入口連接，伺服位于掃描平面鏡的背部，同時伺服的控制口與計算機的控制口連接。

更優的，所述自混頻太赫茲探測器是一種基于GaN/AlGaN場效應管室溫太赫茲探測器，利用場效應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，該探測器具有響應速度快、靈敏度高的特點。

更優的，所述喇叭天線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％。

更優的，所述分束鏡為高電阻硅材料的半透半反鏡，與光路成45°放置，發射光路利用其透射特性，接收光路利用其反射特性。