[發明專利]基于Nb5N6探測器的雙焦點太赫茲主動成像系統

在審

• 申請號: 201910154568.1
• 申請日: 2019-03-01
• 公開（公告）號: CN109696713A
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 王慧;涂學湊;陳健;金飚兵;康琳
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01V8/10
• 分類號: G01V8/10;G01N21/3581
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

本發明公開了一種基于Nb5N6探測器的雙焦點太赫茲主動成像系統，包括：連續波太赫茲輻射源、基于格里高利反射天線的準光學系統，Nb5N6探測器，電子學系統；其中，準光學系統包括橢球主反射鏡、拋物次反射鏡、掃描反射鏡、拋物三級反射鏡和分束片；電子學系統包括信號處理模塊、電機控制模塊、掃描成像模塊、顯示模塊。本發明還公開了一種成像方法，通過單源和單探測器，實現了大視場、遠距離、快速主動太赫茲成像。

技術領域

本發明屬于太赫茲成像探測技術領域，具體涉及一種基于Nb5N6探測器的雙焦點太赫茲主動成像系統及其成像方法。

背景技術

太赫茲波具有高載頻、大寬帶、能夠穿透衣物、沙塵、煙霧等非極性材料的獨特物理性質，在反恐安檢、生物醫學、無損檢測、無線通訊等有著重要的應用前景，因此受到了高度關注并開展了許多成像傳感方面的研究。太赫茲成像主要分為主動和被動兩大類。主動太赫茲成像是通過接收物體反射的由成像系統發出的太赫茲信號，并把它轉換為電信號，再將電信號的幅度和相位反映在圖片上，根據圖片來提取目標特征信息的技術。較于被動，主動成像不僅可以獲得更高的圖像清晰度而且成像距離相對較遠，更有利于在人體安檢方面的應用。

目前常見的主動成像系統中，由于太赫茲源價格昂貴且體積較大，主動成像系統無法實現一套系統采用多個輻射源的方案，通常采用的是小陣列探測器的單個輻射源通過機械掃描的方式實現大視場成像。一般受掃描時間的限制，成像速度很慢，從而無法實現快速成像。

發明內容

為了解決現有技術存在的上述問題，本發明提供了一種基于Nb5N6探測器的雙焦點太赫茲主動成像系統及其成像方法，采用單連續波太赫茲輻射源和單探測器，通過像方掃描，實現快速高分辨率的大視場成像。

為實現上述發明目的，本發明提供的第一種技術方案為：

一種基于Nb5N6探測器的雙焦點太赫茲主動成像系統，包括：連續波太赫茲輻射源(以下簡稱太赫茲輻射源)、基于格里高利反射天線的準光學系統，Nb5N6探測器，電子學系統；其中，準光學系統包括橢球主反射鏡(以下簡稱主鏡)、拋物次反射鏡(以下簡稱次鏡)、掃描反射鏡(以下簡稱掃描鏡)、拋物三級反射鏡(以下簡稱三級鏡)和分束片；電子學系統包括信號處理模塊、電機控制模塊、掃描成像模塊和顯示模塊；所述太赫茲輻射源向所述準光學系統輻射信號；所述準光學系統接收所述太赫茲輻射源的輻射信號，輻射信號透過所述分束片，被所述三級鏡準直后，依次經掃描鏡、次鏡、主鏡反射后照射到被測物上；被測物反射回的反射信號再依次經主鏡、次鏡、掃描鏡、三級鏡、分束片反射后，匯聚到所述Nb5N6探測器；所述掃描鏡由所述電子學系統通過電機控制模塊實現掃描；所述Nb5N6探測器將接收回的輻射信號轉化為電信號并發送至所述電子學系統；所述信號處理模塊接收Nb5N6探測器的輸出信號并實現所述輸出信號的數字化處理；所述電機控制模塊控制掃描鏡的運動；所述掃描成像模塊接收所述信號處理模塊數字化后的圖像信息和所述電機控制模塊的位置信息，通過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。

上述技術方案中，所述Nb5N6探測器為常溫單元熱輻射型探測器，在0.6THz，溫度為290K時的電導率達到2.5×104S/m，在調制頻率為4KHz時，Nb5N6探測器的直流噪聲等效功率達到

上述技術方案中，所述Nb5N6探測器將接收回的輻射信號轉化為電信號并發送至所述電子學系統；

上述技術方案中，所述太赫茲輻射源為650GHz可調制連續波太赫茲輻射源。

上述技術方案中，所述主鏡為離軸橢球面反射鏡，所述次鏡為離軸拋物面反射鏡，所述主鏡中的一個焦點與次鏡的焦點重合；所述主鏡與次鏡的光軸重合；輻射信號與反射信號共用準光學系統。