一种适用于反射式太赫兹波系统的自动对焦装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于反射式太赫兹波系统的自动对焦装置，包括第一移动装置和控制器，第一探测器用于检测成像面附近第一预设三维区域内的太赫兹波，控制器用于判别第一信号强度，并通过第一移动装置控制第一探测器进行移动。直到所检测的第一信号强度最大，则和强度最大相对应的点作为扫描成像的焦点位置。本发明专利技术还公开了一种对焦方法，包括：选取成像面附近的第一预设区域作为太赫兹波的第一扫描区域；通过第一移动装置控制第一探测器进行移动，获取太赫兹波；选取第一信号强度最大的点作为第一探测器扫描成像的焦点。因此通过采用第一移动装置带动第一探测器的方式来寻找焦点位置，不仅减少了成本，对焦效率和准确率也有所提高。

Automatic focusing device and method suitable for reflection type terahertz wave system

The invention discloses an automatic focusing device suitable for reflective THz wave system, including the first mobile device and the controller, the first detector for detecting the imaging surface near the first preset three-dimensional terahertz wave region, controller is used for judging first signal strength, and through the first mobile device control first mobile detector. The point corresponding to the maximum intensity is used as the focal point of the scanning image until the maximum intensity of the first signal is detected. The invention also discloses a focusing method includes selecting a first preset imaging region near the surface as the first scan area of terahertz wave; moving the first detector through the first mobile device control, obtain terahertz wave; maximum signal strength as the first selection of the first focus scanning imaging detector. Therefore, by using a first moving device to drive the first detector to locate the focus position, the cost is reduced, and the efficiency and accuracy of the detector are also improved.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于反射式太赫兹波系统的自动对焦装置和方法
本专利技术涉及太赫兹波光学领域，特别是涉及一种适用于反射式太赫兹波系统的自动对焦装置和方法。
技术介绍
THz波是介于微波和红外之间的电磁波，波长在30μm到3000μm之间，频率为0.1-10THz之间。THz波不仅拥有和光波相同的直进性，而且还具有与电波相类似的穿透性和吸收性，汇集了这些优点，THz波一直是商业产品开发的关键。太赫兹技术其主要优点如下：(1)太赫兹谱带波长比一般光学和近红外谱的波长要长，所以太赫兹辐射检测生物组织样本不易发生散射；太赫兹辐射比微波具有更短的波长，这使得太赫兹光谱具有更高的空间分辨率，更大的景深。(2)太赫兹波穿透性好，能够穿透非极性液体和许多介电材料(衣服、塑料、木材、纸张等)，这意味着人们可利用太赫兹波穿透包装材料对其内部物体进行探测。(3)由于太赫兹波的光子能量很低(毫电子伏量级)，它穿透物质时，不易发生电离，因而可用来进行安全的无损检测，与之对应的X射线检测则有相当的电离辐射危险。(4)许多物质大分子，如生物大分子的振动和旋转频率都在THz波段，所以在THz波段表现出很强的吸收和谐振，这表明采用太赫兹光谱分析技术可以很明显的看到很多物体、材料在太赫兹波段的特征吸收峰，即可用太赫兹波对待检物品进行非接触式成分分析。(5)THz波的时域频谱信噪比很高，这使得THz非常适用于成像应用。太赫兹脉冲的典型脉宽在皮秒量级，可以方便地对各种材料(包括液体、半导体、超导体、生物样品等)进行时间分辨的研究。THz用于等离子体检测，利用THz辐射可以探测出高温、高密度等离子体中密度的空间分布。(6)THz在皮肤癌的诊断和治疗、DNA探测、THz医学应用、THz断层成像、THz生物化学应用以及药物的分析和检测等方面都显示了其强大的功能和成效。但是在太赫兹波段的光学系统中，往往存在需要对于聚焦光斑进行精确对焦的问题，而手动对焦往往存在对焦不准确、花费时间长等缺点，特别在一些需要高精度、低误差的太赫兹系统中，手动对焦比较困难。因此，如何提高反射式太赫兹波系统的对焦准确度，是本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供适用于反射式太赫兹波系统的自动对焦装置和方法，可以有效解决对焦不准确，对焦时间长以及人力成本较高等问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种适用于反射式太赫兹波系统的自动对焦装置，太赫兹系统包括：太赫兹波源、第一透镜、第二透镜、分束镜、第一探测器，所述太赫兹波源发出的太赫兹波经过所述分束镜折射后，被所述第一透镜和所述第二透镜准直、聚焦在样品面上，然后经过样品面的反射，再依次通过所述第二透镜和所述第一透镜，经所述分束镜反射聚焦在成像面，所述自动对焦装置包括第一移动装置和控制器，所述第一探测器用于检测所述成像面附近第一预设三维区域内的太赫兹波，所述控制器用于判别所述第一探测器探测到的太赫兹波的第一信号强度，并根据所述第一信号强度通过所述第一移动装置控制所述第一探测器进行移动。优选地，所述自动对焦装置还包括第二移动装置，所述太赫兹系统还包括用于将检测到的所述样品面附近第二预设三维区域内的太赫兹波发送给控制器的第二探测器，所述第二移动装置用于根据所述控制器判别所述第二探测器探测到的太赫兹波的第二信号强度来控制所述第二探测器进行移动。优选地，所述第一移动装置和所述第二移动装置均包括三维电机。一种适用于反射式太赫兹波系统的自动对焦方法，包括：选取成像面附近的第一预设区域作为太赫兹波的第一扫描区域；通过第一移动装置控制第一探测器进行移动，使所述第一探测器依次接收经分束镜反射在所述第一扫描区域内各点的太赫兹波；选取所述第一扫描区域内的太赫兹波的第一信号强度最大的点作为所述第一探测器扫描成像的焦点。优选地，包括：判断所述第一信号强度最大的点是否处于所述第一扫描区域的边界；若否，则将所述第一信号强度最大的点作为所述第一探测器扫描成像的焦点；若是，则扩大所述第一扫描区域。优选地，在确定所述第一探测器扫描成像的焦点之后，还包括：选取样品面附近的第二预设区域作为太赫兹波的第二扫描区域；通过第二移动装置控制第二探测器进行移动，使所述第二探测器依次接收透射在所述第二扫描区域内各点的太赫兹波；选取所述第二扫描区域内的太赫兹波的第二信号强度最大的点，作为所述第二探测器扫描样品的焦点。优选地，在确定所述第二探测器扫描样品的焦点之后，还包括：判断所述第二信号强度最大的点是否处于所述第二扫描区域的边界；若否，则将所述第二信号强度最大的点作为所述第二探测器扫描样品的焦点；若是，则扩大所述第二扫描区域。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：本专利技术所提供的一种适用于反射式太赫兹波系统的自动对焦装置，太赫兹系统包括：太赫兹波源、第一透镜、第二透镜、分束镜、第一探测器，太赫兹波源发出的太赫兹波经过分束镜折射后，被第一透镜和第二透镜准直、聚焦在样品面上，然后经过样品面的反射，再依次通过第二透镜和第一透镜，经分束镜反射聚焦在成像面，自动对焦装置包括第一移动装置和控制器，第一探测器用于检测成像面附近第一预设三维区域内的太赫兹波，控制器用于判别第一探测器探测到的太赫兹波的第一信号强度，并根据第一信号强度通过第一移动装置控制第一探测器进行移动。本专利技术还公开了一种适用于反射式太赫兹波系统的自动对焦方法，包括：选取成像面附近的第一预设区域作为太赫兹波的第一扫描区域；通过第一移动装置控制第一探测器进行移动，使第一探测器依次获取第一扫描区域内各点的太赫兹波；选取第一扫描区域内的太赫兹波的第一信号强度最大的点作为第一探测器扫描成像的焦点。首先将成像面定位在距离分束镜中心的一个的工作距离处，然后通过第一移动装置带动第一探测器在样品面附近第一预设三维区域进行匀速运动来检测太赫兹波，控制器实时判别第一探测器所检测到的太赫兹波的第一信号强度，直到第一探测器所检测的太赫兹波的第一信号强度最大，则和第一信号强度最大所相对应的点作为第一探测器扫描成像的焦点位置。因此通过采用第一移动装置带动第一探测器的方式来寻找焦点位置，不仅减少了系统成本，而且还减少了人力成本，重要的是，对焦效率和准确率均有所提高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一种具体实施方式所提供的一种适用于反射式太赫兹波系统的自动对焦装置的结构示意图；图2为本专利技术一种具体实施方式所提供的一种适用于反射式太赫兹波系统的自动对焦方法的流程示意图；图3为本专利技术一种具体实施方式所提供的一种适用于反射式太赫兹波系统的自动对焦方法中的第一探测器在光束y轴截面进行移动的流程示意图；图4为本专利技术一种具体实施方式所提供的一种适用于反射式太赫兹波系统的自动对焦方法中的第一探测器在光束x轴截面进行移动的流程示意图；图5为本专利技术一种具体实施方式所提供的一种适用于反射式太赫兹波系统的自动对焦方法中的第一探测器在光束z轴截面进行移动的流程示意图。附图标记如下：1为太赫兹波源，2为分束镜，3为成像面，4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于反射式太赫兹波系统的自动对焦装置，其特征在于，太赫兹系统包括：太赫兹波源、第一透镜、第二透镜、分束镜、第一探测器，所述太赫兹波源发出的太赫兹波经过所述分束镜折射后，被所述第一透镜和所述第二透镜准直、聚焦在样品面上，然后经过样品面的反射，再依次通过所述第二透镜和所述第一透镜，经所述分束镜反射聚焦在成像面，所述自动对焦装置包括第一移动装置和控制器，所述第一探测器用于检测所述成像面附近第一预设三维区域内的太赫兹波，所述控制器用于判别所述第一探测器探测到的太赫兹波的第一信号强度，并根据所述第一信号强度通过所述第一移动装置控制所述第一探测器进行移动。

【技术特征摘要】
1.一种适用于反射式太赫兹波系统的自动对焦装置，其特征在于，太赫兹系统包括：太赫兹波源、第一透镜、第二透镜、分束镜、第一探测器，所述太赫兹波源发出的太赫兹波经过所述分束镜折射后，被所述第一透镜和所述第二透镜准直、聚焦在样品面上，然后经过样品面的反射，再依次通过所述第二透镜和所述第一透镜，经所述分束镜反射聚焦在成像面，所述自动对焦装置包括第一移动装置和控制器，所述第一探测器用于检测所述成像面附近第一预设三维区域内的太赫兹波，所述控制器用于判别所述第一探测器探测到的太赫兹波的第一信号强度，并根据所述第一信号强度通过所述第一移动装置控制所述第一探测器进行移动。2.根据权利要求1所述的自动对焦装置，其特征在于，所述自动对焦装置还包括第二移动装置，所述太赫兹系统还包括用于将检测到的所述样品面附近第二预设三维区域内的太赫兹波发送给控制器的第二探测器，所述第二移动装置用于根据所述控制器判别所述第二探测器探测到的太赫兹波的第二信号强度来控制所述第二探测器进行移动。3.根据权利要求2所述的自动对焦装置，其特征在于，所述第一移动装置和所述第二移动装置均包括三维电机。4.一种适用于反射式太赫兹波系统的自动对焦方法，其特征在于，包括：选取成像面附近的第一预设...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄印，吴昕，邹巍，季凡，曾大章，
申请(专利权)人：成都曙光光纤网络有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51