[發明專利]利用太赫茲輻射捕獲用于構成圖像的點值的系統

在審

• 申請號: 201880062090.3
• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN111373241A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: C·阿奇耶;B·穆林
• 申請（專利權）人: 特拉卡利斯
• 主分類號: G01N21/3581
• 分類號: G01N21/3581
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所(普通合伙) 11276
• 代理人: 劉云貴

一種用于捕獲構成圖像的點值的設備(40)包括：?非相干光源(100)，其頻率在0.075THz至10THz之間，用于照射物體，來自物體的輻射的傳感器(415、470)，傳感器包括對來自源的輻射敏感的區域，且傳感器發出代表來自源并到達傳感器的敏感區域的光線強度的電信號；以及至少一個光圈數(焦比)小于1的光學聚焦系統(400、410、420、430、440、450)，光學聚焦系統位于光線的光路上，光線由非相干光源發出并且從非相干光源經過物體傳播到光線的傳感器。優選地，源(100)以足夠寬的發射光譜照射物體，以在比傳感器的采集時間短的時間段內掃描駐波。優選地，不相干源具有幾個吉赫茲的帶寬，優選地，在?100dB時至少等于12GHz。

技術領域

本發明涉及一種利用太赫茲(THz)輻射捕獲用于構成圖像的點值的系統。它特別涉及成像領域，例如用于制造零件的質量控制

背景技術

太赫茲(THz)區域是指這樣的電磁波：頻率在0.075THz和10THz之間，或者就波長而言，從4mm到30μm。簡稱為毫米波，它們位于遠紅外(FIR)和雷達波(微波)之間。更具體地，本發明涉及范圍為75-700GHz。在此頻率范圍內，大部分非導電復合材料和塑料材料對輻射是透明的。就輻射源的價格與可用光功率的比率而言，輻射源是相對可承受的。

設計可見光或紅外系統時使用的所有光學原理均適用于具有與波長有關的現象比例相同的太赫茲輻射。例如，衍射極限由艾里函數(Airy function)Rdiff＝1.22λF/#給出，其中λ是波長，而F/#是光圈數(也稱為焦比)。因此，對于2的焦比F/#和1mm的波長，存在2.44mm的衍射極限。該毫米級衍射極限對應于THz成像系統的平均空間分辨率。

但是，已知的系統沒有達到該允許實現最佳性能水平的分辨率。

現有的THz系統使用離軸拋物面鏡作為傳播光譜的手段。這是因為在許多應用中，源的功率水平非常低，以至于每個透鏡引入的損耗都是不可接受的(吸收損耗，尤其是界面處反射造成的損耗)。

但是，這些反射鏡的使用會帶來很多問題：

-角度多，難以對準；

-透鏡單元的價格很高；

-焦距長度范圍受限制，尤其是在高光圈下；以及

-在平坦的波前和光軸上工作的責任。

此外，與近紅外不同，THz光束對肉眼是不可見的，沒有光敏卡片可以將輻射轉換為肉眼可見的波長。這方面對系統的設置和對準有影響。

以下是THz區域中可用源的類型的描述。例如，有幾種產生連續THz輻射的方法可以用在作為本發明主題的設備中，例如：

-結合超過0.2THz(例如2THz)倍頻器的耿氏(Guns)二極管；

-結合超過0.2THz倍頻器的IMPATT二極管；

-結合倍頻器的介于0和0.02THz之間的固定或可變振蕩器；

-通過兩個近紅外激光器的拍頻進行頻率轉換；

-高壓(HV)管，稱為BWO(反向波振蕩器的縮寫)；

-遠紅外激光激發氣腔；或

-量子級聯激光器(QCL)。