一文淺談太赫茲二維成像系統(tǒng)及其成像的方法

THz（太赫茲）成像是THz技術(shù)的重要應(yīng)用方向之一，1995年，B．B．Hu和M．C．Nuss利用THz時(shí)域光譜系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)新鮮樹葉和集成電路的掃描成像，該工作被視為THz成像領(lǐng)域的里程碑，直觀而清晰的透射掃描圖像證明了THz波在成像領(lǐng)域的巨大潛力。特別是由紅外量子級(jí)聯(lián)激光器（Quantum cascade laser， QCL）發(fā)展而來的THz QCL在成像方面的潛力也引起了廣泛的關(guān)注，這類器件具備輸出功率高、單頻性好和體積小易集成等特點(diǎn)，作為THz源被各種成像技術(shù)及系統(tǒng)所采用。

THz波介于毫米波和紅外光之間，與毫米波或微波成像相比，THz波成像可以獲得更高的分辨率，因?yàn)門Hz波具有更短的波長；與紅外相比，THz波可以穿透很多紅外無法透過的材料，如紙張，塑料，陶瓷和半導(dǎo)體等，完成對(duì)隱藏目標(biāo)物體的成像；與在醫(yī)學(xué)成像和安檢成像等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的X射線相比，THz波具有更低的能量（1THz～4meV），可以彌補(bǔ)X射線容易對(duì)人體造成輻射損傷這一明顯缺點(diǎn)，同時(shí)對(duì)低密度物質(zhì)成像的對(duì)比度又要優(yōu)于X射線，基于上述優(yōu)點(diǎn)，THz成像應(yīng)用領(lǐng)域主要涉及隱蔽目標(biāo)探測、安檢成像、無損檢測和癌變生物組織識(shí)別。

太赫茲成像應(yīng)用于安檢

THz成像的發(fā)展趨勢是研制更加實(shí)用化的THz成像探測設(shè)備，不斷向著實(shí)時(shí)性、高分辨率、遠(yuǎn)距離和便攜式等方向發(fā)展。采用的技術(shù)手段主要包括：優(yōu)化掃描方式、合成孔徑技術(shù)和陣列接收技術(shù)等。在新型THz成像技術(shù)方面，基于THz QCL的成像技術(shù)是未來THz成像領(lǐng)域一個(gè)重要的發(fā)展方向之一。

對(duì)于現(xiàn)有的太赫茲成像系統(tǒng)，由于在探測器與傳輸光路之間設(shè)置分束片，使得進(jìn)入探測器的太赫茲光先經(jīng)過分束片反射，由此極大降低了入射信號(hào)的強(qiáng)度，導(dǎo)致了信號(hào)具有較大的干擾，并且入射信號(hào)的收集效率也急劇下降。

【推薦發(fā)明專利】

《太赫茲二維成像系統(tǒng)及成像方法》

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明在于提供一種太赫茲二維成像系統(tǒng)及成像方法，用于解決現(xiàn)有的成像系統(tǒng)中進(jìn)入探測器的入射信號(hào)強(qiáng)度低、干擾大、且收集效率低的問題。

本發(fā)明的太赫茲二維成像系統(tǒng)通過將第一鏡體內(nèi)置于太赫茲量子級(jí)聯(lián)激光器的出光口，不僅實(shí)現(xiàn)了激光器模塊直接發(fā)射平行的太赫茲光，還減小了成像系統(tǒng)的體積及復(fù)雜度；而且通過將傳輸至光路傳輸模塊的太赫茲光設(shè)置為平行的太赫茲光束，大大減小了光的損耗。

此外，通過將第二鏡體內(nèi)置與探測器的前端，不僅實(shí)現(xiàn)了太赫茲光的會(huì)聚，還進(jìn)一步減小了成像系統(tǒng)的體積及復(fù)雜度。

而且，通過太赫茲量子級(jí)聯(lián)激光器模塊、載物臺(tái)模塊、光路傳輸模塊及數(shù)據(jù)采集模塊重新設(shè)置了太赫茲光的傳輸路徑，避免了分束片的使用，減小了光的損耗和光束干擾，提高了成像信噪比；最后，通過光路傳輸模塊將入射至數(shù)據(jù)采集模塊的太赫茲光設(shè)置為平行的太赫茲光束，增大了探測器的收集效率，提高了信號(hào)強(qiáng)度及成像效果。

審核編輯 黃昊宇