[發明專利]一種提高太赫茲波無損檢測分辨率的系統及方法

有效

• 申請號: 202010767447.7
• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN111879722B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 王金榜;年夫順;王亞海;趙銳;常慶功
• 申請（專利權）人: 中電科思儀科技股份有限公司
• 主分類號: G01N21/3581
• 分類號: G01N21/3581
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

本發明公開了一種提高太赫茲波無損檢測分辨率的系統及方法，屬于檢測技術領域通過在太赫茲波聚焦元件后加入光學元件將準直高斯波束生成準零階貝塞爾波束來實現太赫茲波成像中較長景深和較高的分辨率；并采用共聚焦技術來滿足大的動態范圍和較高的信噪比，系統包括太赫茲波發射端、太赫茲波接收端，以及用于測量太赫茲波發射端、太赫茲波接收端與探測區域距離的激光位移傳感器，太赫茲波發射端和太赫茲波接收端中的太赫茲波的方向相異；太赫茲波發射端將太赫茲波投射到探測區域，太赫茲波接收端從探測區域接收太赫茲波；太赫茲波發射端和太赫茲波接收端均包括用于太赫茲波聚焦的聚焦元件以及用于生成準零階貝塞爾波束的光學元件。

技術領域

本發明屬于檢測技術領域，具體的，涉及一種提高太赫茲波無損檢測分辨率的系統及方法。

背景技術

這里的陳述僅提供與本發明相關的背景技術，而不必然地構成現有技術。

太赫茲波是指頻率在0.1THz到10THz范圍內，對應波長在3mm到0.03mm之間的電磁波。與可見光、X射線、紅外和超生波一樣，太赫茲波也可以用于物體成像。由于太赫茲波能夠透過陶瓷、石墨、高分子復合材料、塑料、泡沫等非金屬和非極性材料，可以對這些材料制成的樣件內部存在的缺陷、孔洞、夾雜、脫粘、斷層、錯位和裂縫等清晰成像，實現無損檢測。與X射線相比，非致密性材料對太赫茲波的吸收相對較高，使用太赫茲波成像技術可以辨別出非致密性材料的缺陷，且內部缺陷的成像分辨率更高。與超聲檢測相比，則具有更高的空間分辨率。同時，基于太赫茲(THz)波還能實現頻譜成像，可用來甄別材料成份。作為一種新型技術，無損檢測技術已經成為X射線和超聲無損檢測技術的有力補充。太赫茲波能穿透非金屬和非極性的電解質材料，而且非致密材料對太赫茲波的吸收相對較高，使用太赫茲波成像技術能辨別非致密性材料的缺陷。此外太赫茲波的光子能量低于損害生物組織的能量閾值，因此可以被用來進行人體安檢和生物檢測。太赫茲波成像技術可以作為現有成像技術的補充，在無損檢測和人體安檢等領域有廣泛的應用前景。

發明人發現，傳統的太赫茲波成像檢測技術大多數基于高斯波束難以兼具較長的景深和較高的分辨率，即使出現的太赫茲波結構化波束，但都是使用單通道的形式，存在動態范圍小，信噪比較低等問題。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種提高太赫茲波無損檢測分辨率的系統及方法，通過在太赫茲波聚焦元件后加入光學元件將準直高斯波束生成準零階貝塞爾波束來實現太赫茲波成像中較長景深和較高的分辨率；并采用共聚焦技術來滿足大的動態范圍和較高的信噪比。

本發明的第一目的，是提供一種提高太赫茲波無損檢測分辨率的系統。

本發明的第二目的，是提供一種提高太赫茲波無損檢測分辨率的方法。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

第一方面，本發明的技術方案提供了一種提高太赫茲波無損檢測分辨率的系統，包括太赫茲波發射端、太赫茲波接收端，以及用于測量太赫茲波發射端、太赫茲波接收端與探測區域距離的激光位移傳感器，太赫茲波發射端和太赫茲波接收端中的太赫茲波的方向相異；太赫茲波發射端將太赫茲波照射到探測區域，太赫茲波接收端從探測區域接收太赫茲波；太赫茲波發射端和太赫茲波接收端均包括用于太赫茲波聚焦的聚焦元件以及用于生成準零階貝塞爾波束的光學元件。

第二方面，本發明的技術方案還提供了一種提高太赫茲波無損檢測分辨率的系統及方法，使用如第一方面所述的提高太赫茲波無損檢測分辨率的系統，使用太赫茲波發射端對被測物體的探測區域發射太赫茲波進行照射，使用太赫茲波接收端對被測物體的探測區域進行太赫茲波接收。