[發(fā)明專(zhuān)利]基于Nb5N6探測(cè)器的雙焦點(diǎn)太赫茲主動(dòng)成像系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910154568.1
• 申請(qǐng)日: 2019-03-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109696713A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王慧;涂學(xué)湊;陳健;金飚兵;康琳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01V8/10
• 分類(lèi)號(hào): G01V8/10;G01N21/3581
• 代理公司: 蘇州威世朋知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

1.一種基于Nb5N6探測(cè)器的雙焦點(diǎn)太赫茲主動(dòng)成像系統(tǒng)，其特征在于，包括：連續(xù)波太赫茲輻射源、基于格里高利反射天線的準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)，Nb5N6探測(cè)器，電子學(xué)系統(tǒng)；其中，準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)包括橢球主反射鏡、拋物次反射鏡、掃描反射鏡、拋物三級(jí)反射鏡和分束片；電子學(xué)系統(tǒng)包括信號(hào)處理模塊、電機(jī)控制模塊、掃描成像模塊和顯示模塊；所述連續(xù)波太赫茲輻射源向所述準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)輻射信號(hào)；所述準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)接收所述連續(xù)波太赫茲輻射源的輻射信號(hào)，輻射信號(hào)透過(guò)所述分束片，被所述拋物三級(jí)反射鏡準(zhǔn)直后，依次經(jīng)掃描反射鏡、拋物次反射鏡、橢球主反射鏡反射后照射到被測(cè)物上；被測(cè)物反射回的反射信號(hào)再依次經(jīng)橢球主反射鏡、拋物次反射鏡、掃描反射鏡、拋物三級(jí)反射鏡、分束片反射后，匯聚到所述Nb5N6探測(cè)器；所述掃描反射鏡由所述電子學(xué)系統(tǒng)通過(guò)電機(jī)控制模塊實(shí)現(xiàn)掃描；所述Nb5N6探測(cè)器將接收回的輻射信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)并發(fā)送至所述電子學(xué)系統(tǒng)；所述信號(hào)處理模塊接收Nb5N6探測(cè)器的輸出信號(hào)并實(shí)現(xiàn)所述輸出信號(hào)的數(shù)字化處理；所述電機(jī)控制模塊控制掃描反射鏡的運(yùn)動(dòng)；所述掃描成像模塊接收所述信號(hào)處理模塊數(shù)字化后的圖像信息和所述電機(jī)控制模塊的位置信息，通過(guò)與所述顯示模塊連接，將圖像信息和位置信息傳輸給顯示模塊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于Nb5N6探測(cè)器的雙焦點(diǎn)太赫茲主動(dòng)成像系統(tǒng)，其特征在于：所述Nb5N6探測(cè)器為常溫單元熱輻射型探測(cè)器，在0.6THz，溫度為290K時(shí)的電導(dǎo)率達(dá)到2.5×104S/m，在調(diào)制頻率為4KHz時(shí)，Nb5N6探測(cè)器的直流噪聲等效功率達(dá)到

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于Nb5N6探測(cè)器的雙焦點(diǎn)太赫茲主動(dòng)成像系統(tǒng)，其特征在于：所述連續(xù)波太赫茲輻射源為650GHz可調(diào)制連續(xù)波太赫茲輻射源。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于Nb5N6探測(cè)器的雙焦點(diǎn)太赫茲主動(dòng)成像系統(tǒng)，其特征在于：所述橢球主反射鏡為離軸橢球面反射鏡，所述拋物次反射鏡為離軸拋物面反射鏡，所述橢球主反射鏡中的一個(gè)焦點(diǎn)與拋物次反射鏡的焦點(diǎn)重合；所述橢球主反射鏡與拋物次反射鏡的光軸重合；輻射信號(hào)與反射信號(hào)共用準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于Nb5N6探測(cè)器的雙焦點(diǎn)太赫茲主動(dòng)成像系統(tǒng)，其特征在于：所述電子學(xué)系統(tǒng)通過(guò)電機(jī)控制模塊控制掃描反射鏡水平圓錐掃描和豎直擺動(dòng)掃描，并通過(guò)水平和豎直方向兩個(gè)編碼器記錄掃描反射鏡的位置信息，掃描軌跡為螺旋線；所述信號(hào)處理模塊接收所述Nb5N6探測(cè)器產(chǎn)生的電信號(hào)并進(jìn)行數(shù)字化處理；所述顯示模塊對(duì)接收的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，軌跡擬合、濾波，最后生成太赫茲圖像。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述基于Nb5N6探測(cè)器的雙焦點(diǎn)太赫茲主動(dòng)成像系統(tǒng)，其特征在于：所述Nb5N6探測(cè)器對(duì)650GHz太赫茲波具有較高的響應(yīng)；成像平面置于焦平面后方，成像平面內(nèi)出現(xiàn)雙焦現(xiàn)象，成像平面內(nèi)的最佳像點(diǎn)呈環(huán)狀，整個(gè)視場(chǎng)范圍內(nèi)的分辨率得到優(yōu)化；軌跡擬合加快成像速度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述基于Nb5N6探測(cè)器的雙焦點(diǎn)太赫茲主動(dòng)成像系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的主動(dòng)成像方法，包括如下步驟：

步驟一、對(duì)成像系統(tǒng)進(jìn)行裝調(diào)，將被測(cè)物放置于焦點(diǎn)后方成像平面處；

步驟二、所述連續(xù)波太赫茲輻射源向所述準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)輻射信號(hào)，輻射信號(hào)經(jīng)所述準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)照射到成像平面上，反射回來(lái)的信號(hào)經(jīng)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)匯聚至Nb5N6探測(cè)器；

步驟三、所述電子學(xué)系統(tǒng)控制掃描反射鏡的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)被測(cè)物的逐點(diǎn)照射和采集；

步驟四、所述Nb5N6探測(cè)器將接收到的反射信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并發(fā)送至所述電子學(xué)系統(tǒng)；

步驟五、所述掃描成像模塊接收所述信號(hào)處理模塊數(shù)字化后的太赫茲圖像信息和所述電機(jī)控制模塊數(shù)字化后的位置信號(hào)，并將所述太赫茲圖像信息和位置信號(hào)傳輸給所述顯示模塊，通過(guò)顯示模塊顯示出太赫茲圖像；

步驟六、重復(fù)上述步驟一至五，對(duì)新被測(cè)物進(jìn)行成像。