【技术实现步骤摘要】
基于激光振镜的太赫兹单像素成像系统及成像方法
本专利技术属于太赫兹成像
,尤其是一种基于激光振镜的太赫兹单像素成像系统及成像方法。
技术介绍
太赫兹(THz)波是频率范围为0.1THz-10THz(波长3000μm-30μm)的电磁波谱。太赫兹波具有带宽大、穿透性强、对人体无电离辐射以及对生物大分子具有特征谱线等波谱特性,这使得基于太赫兹波的成像技术在人体安检、缺陷检测以及医学诊断等领域具有广泛的应用前景。根据太赫兹源的不同,可以将太赫兹主动成像分为两种,一种是基于太赫兹时域光谱技术的太赫兹相干成像系统,另一种是基于太赫兹连续波波源的非相干成像系统。第一种,其太赫兹波源发射的是脉冲式太赫兹波,功率较小,但是其波束的均匀性好,主要利用机械平移台来机械移动样品或探测器来进行扫描成像,是目前流行的成像系统。第二种,其太赫兹源发射的太赫兹波功率较高,可实现一定距离的成像,但是连续波的波束通常不够均匀,存在严重的高斯分布或者极化分布特性,会显著影响最终的成像效果。第二种利用太赫兹连续源的太赫兹成像系统成像距离较远,小巧灵活,成本较低,在多个领域都有很大的应用价值,越来越受到工业界的重视。不过太赫兹波束分布的不均匀性给系统带来了明显的背景噪声,虽然可以用太赫兹相机来进行预先探测并予以矫正,但是现有的太赫兹相机不但灵敏度不够高,而且成本较高,操作复杂,很难满足成像系统的实际需要。在使用太赫兹连续源的太赫兹成像系统中,一种值得注意的成像方法是:基于空间型太赫兹调制器的太赫兹成像。这种方法是利用空间型太赫兹调制器对太赫兹波的空间调制特性,对透射的太赫兹波进行空 ...
【技术保护点】
1.一种基于激光振镜的太赫兹单像素成像系统,分成“光学系统”和“太赫兹系统”两个组成部分,“光学系统”沿激光光路方向依次设有半导体激光器(1)、激光缩束系统(2),X轴激光振镜(4)、Y轴激光振镜(5);“太赫兹系统”沿太赫兹波的传播方向依次包括太赫兹连续波源(7)、第一太赫兹透镜(91)、硅基空间型太赫兹调制器(6)、第二太赫兹透镜(92)、太赫兹探测器(8);半导体激光器(1)产生的激光通过激光缩束系统进行缩束,激光缩束系统(2)的光轴和半导体激光器(1)发出的激光光轴重合,被缩束后的激光光轴和X轴激光振镜(4)的转轴垂直相交,经过X轴激光振镜(4)反射的激光光轴和Y轴激光振镜(5)的转轴垂直相交,Y轴激光振镜(5)反射后的激光反射在硅基空间型太赫兹调制器(6)的表面,太赫兹连续波源(7)、第一太赫兹透镜(91)、硅基空间型太赫兹调制器(6)、第二太赫兹透镜(92)、太赫兹探测器(8)的中心轴线重合,太赫兹连续波源(7)的发射口位于第一太赫兹透镜(91)的焦点上,赫兹探测器(8)的接收口位于第二太赫兹透镜(92)的焦点上。
【技术特征摘要】
1.一种基于激光振镜的太赫兹单像素成像系统,分成“光学系统”和“太赫兹系统”两个组成部分,“光学系统”沿激光光路方向依次设有半导体激光器(1)、激光缩束系统(2),X轴激光振镜(4)、Y轴激光振镜(5);“太赫兹系统”沿太赫兹波的传播方向依次包括太赫兹连续波源(7)、第一太赫兹透镜(91)、硅基空间型太赫兹调制器(6)、第二太赫兹透镜(92)、太赫兹探测器(8);半导体激光器(1)产生的激光通过激光缩束系统进行缩束,激光缩束系统(2)的光轴和半导体激光器(1)发出的激光光轴重合,被缩束后的激光光轴和X轴激光振镜(4)的转轴垂直相交,经过X轴激光振镜(4)反射的激光光轴和Y轴激光振镜(5)的转轴垂直相交,Y轴激光振镜(5)反射后的激光反射在硅基空间型太赫兹调制器(6)的表面,太赫兹连续波源(7)、第一太赫兹透镜(91)、硅基空间型太赫兹调制器(6)、第二太赫兹透镜(92)、太赫兹探测器(8)的中心轴线重合,太赫兹连续波源(7)的发射口位于第一太赫兹透镜(91)的焦点上,赫兹探测器(8)的接收口位于第二太赫兹透镜(92)的焦点上。2.根据权利要求1所述的基于激光振镜的太赫兹单像素成像系统,其特征在于:半导体激光器(1)用于产生激光,激光缩束系统(2)用于将半导体激光器(1)产生的激光进行缩束,X轴激光振镜(4)用于将缩束后的激光反射到Y轴激光振镜(5)上,Y轴激光振镜(5)用于将反射到Y轴激光振镜(5)上的激光反射在硅基空间型太赫兹调制器(6)的表面;太赫兹连续波源(7)用于产生连续太赫兹波,第一太赫兹透镜(91)用于将产生的连续太赫兹波汇聚成平行太赫兹波,硅基空间型太赫兹调制器(6)用于对平行太赫兹波进行空间调制,第二太赫兹透镜(92)用于将调制后的太赫兹波进行聚焦,、太赫兹探测器(8)用于接收探测聚焦后的太赫兹波。3.根据权利要求1所述的基于激光振镜的太赫兹单像素成像系统,其特征在于:激光缩束系统包括第一长焦距光学透镜(21)、第二长焦距光学透镜(22)、短焦距光学透镜(23),第一长焦距光学透镜(21)、第二长焦距光学透镜(22)、短焦距光学透镜(23)三者的中心轴线重合,沿光路方向第二长焦距光学透镜(22)的后焦点和短焦距光学透镜(23)的前焦点重合。4.根据权利要求1所述的基于激光振镜的太赫兹单像素成像系统,其特征在于:还包括计算机,计算机用于采集太赫兹探测器(8)的探测信号并储存和计算,以...
【专利技术属性】
技术研发人员:文岐业,朱韵樵,赵斌兴,杨青慧,陈智,张怀武,谭为,冯正,
申请(专利权)人:电子科技大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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