[發明專利]一種單像素太赫茲檢測系統及圖像獲取方法

在審

• 申請號: 202010738477.5
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111736171A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 吳衡;楊鵬;陳梅云;羅劭娟;徐利民;程良倫;王濤
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S7/481
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 楊小紅

1.一種單像素太赫茲檢測系統，其特征在于，包括：激光源、空間光調制器、投影透鏡、太赫茲波源、太赫茲波成像透鏡、光控太赫茲波調制器、太赫茲波會聚透鏡與太赫茲波強度探測器；

所述激光源用于產生激光光束后向所述空間光調制器射入；

所述空間光調制器用于按照預先存儲的單像素的散斑圖序列依次加載其中的散斑圖，同時，通過限制其相對于所述激光源之間的相對位置從而使得射入所述空間光調制器的所述激光光束完全覆蓋所述散斑圖，從而實現對所述激光光束進行調制并輸出調制后的激光光束；

所述投影透鏡用于接收經所述空間光調制器輸出的所述激光光束，并將所述激光光束投射至所述光控太赫茲波調制器中形成激光光斑；

所述太赫茲波源用于產生太赫茲波束后向待測目標物照射；

所述太赫茲波成像透鏡用于對經所述太赫茲波束照射的所述待測目標物進行成像，同時，接收并向所述光控太赫茲波調制器投射經所述待測目標物反射的所述太赫茲波束，并通過限制其相對于所述光控太赫茲波調制器的相對位置，從而使得投射至所述光控太赫茲波調制器的所述太赫茲波束完全覆蓋所述激光光斑，以實現所述光控太赫茲波調制器對所述太赫茲波束進行調制；

所述光控太赫茲波調制器用于對所述太赫茲波束進行調制后，向所述太赫茲波會聚透鏡輸出經調制后的太赫茲波束；

所述太赫茲波會聚透鏡用于對所述太赫茲波束進行會聚；

所述太赫茲波強度探測器用于獲取經所述太赫茲波會聚透鏡會聚后的太赫茲波束的光場強度值。

2.根據權利要求1所述的單像素太赫茲檢測系統，其特征在于，所述激光源與所述空間光調制器之間設有激光擴束鏡，用于對所述激光源產生的激光光束進行擴束。

3.根據權利要求2所述的單像素太赫茲檢測系統，其特征在于，所述激光擴束鏡與所述空間光調制器之間設有孔徑大小可調的光闌，用于限制入射所述空間光調制器的激光光束的強度。

4.根據權利要求1所述的單像素太赫茲檢測系統，其特征在于，還包括定時器，所述定時器用于設定所述空間光調制器與所述太赫茲波強度探測器的工作周期，以使得當所述空間光調制器每加載一次所述散斑圖時，所述太赫茲波強度探測器獲取對應的太赫茲波束的光場強度值。

5.根據權利要求1所述的單像素太赫茲檢測系統，其特征在于，所述太赫茲波源與所述待測目標物之間設有太赫茲波擴束器，用于對所述太赫茲波源產生的太赫茲波束進行擴束。

6.一種單像素太赫茲檢測圖像獲取方法，基于權利要求1-5中任一項所述的單像素太赫茲檢測系統，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：通過空間光調制器按照預先存儲的散斑圖序列依次加載其中的散斑圖；

步驟S2：通過激光源向所述空間光調制器發射激光光束并使所述激光光束完全覆蓋所述空間光調制器預先加載的散斑圖，從而實現對所述激光光束進行調制；

步驟S3：通過所述空間光調制器調制所述激光光束后，向投影透鏡輸出激光光束，并通過所述投影透鏡向光控太赫茲波調制器投射所述激光光束，并在所述光控太赫茲波調制器中形成激光光斑；

步驟S4：通過太赫茲波源發出太赫茲波束經過太赫茲波擴束器擴束后向待測目標物照射；

步驟S5：通過太赫茲波成像透鏡對經所述太赫茲波束照射的所述待測目標物進行成像，同時，接收并向所述光控太赫茲波調制器投射經所述待測目標物反射的所述太赫茲波束，并使得投射至所述光控太赫茲波調制器的所述太赫茲波束完全覆蓋所述激光光斑，以實現所述光控太赫茲波調制器對所述太赫茲波束進行調制；

步驟S6：通過所述光控太赫茲波調制器將調制后的太赫茲波束向太赫茲波會聚透鏡輸出；

步驟S7：通過所述太赫茲波會聚透鏡將所述太赫茲波束進行會聚處理后，通過太赫茲波強度探測器獲取每張所述散斑圖對應的經所述太赫茲波會聚透鏡會聚處理的太赫茲波束的光場強度值；

步驟S8：根據預先存儲的散斑圖序列與太赫茲波強度探測器獲取的太赫茲波束的光場強度值，基于壓縮感知算法獲取待測目標物圖像。