本发明专利技术公开了一种连续波太赫兹实时水印成像检测装置及其方法，检测装置包括连续波太赫兹辐射源、准直扩束系统、高阻硅片、氩离子激光器、离轴抛物面镜、样品台、太赫兹波探测器和计算机。本发明专利技术利用准直扩束系统将太赫兹波准直为平行光束，并经离轴抛物面镜进行二次扩束，透过样品后将其聚焦到太赫兹波探测器，通过计算机对图像进行实时成像显示，并且利用氩离子激光是否照射到高阻硅片上，实现对检测装置的开、关控制。本发明专利技术的连续波太赫兹实时水印成像检测装置具有结构紧凑，响应速度快，开关方便，可以对水印进行实时成像，具有重要的实际应用价值，还可以对隐藏在报纸、织物、塑料等包裹物内的金属危险品进行无损探测。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种成像检测装置及其成像方法，具体地涉及一种连续波太赫兹实时水印成像检测装置及其成像方法。
技术介绍
太赫兹(THz)辐射是指振荡频率在0.1THz-1OTHz (ITHz = 112Hz)的电磁波，此波段的电磁辐射具有很多独特的性质:I) THz波对很多介电材料和非极性液体有很好的穿透性，因此太赫兹波可以对不透明物体进行透视成像；2)THz波另一个显著特点是它的安全性，它的光子能量很低，对生物体安全；3)THz波段还包含了丰富的光谱信息，具有良好的光谱分辨特性。因而太赫兹技术在生物医学、安全监测等领域都有独特的优势。目前从辐射源考虑，THz成像技术可分为脉冲波THz成像和连续波THz成像两大类。脉冲波THz时域光谱成像是研究最广泛的THz成像技术，主要是利用超短脉冲激发产生THz脉冲，经过时域到频域的转换得到样品各种信息，然后进行数据处理得到THz图像，此方法产生的THz功率低(微瓦级)、成像速度慢、数据处理繁琐。连续波THz成像技术中，THz源可以采用量子级联激光器，但是量子级联激光器输出频率较高，且需要低温运行；还可以采用返波振荡器，其优点是输出频率可调，但其输出频率太低(< 1.5THz) ;co2激光抽运连续波激光器也是产生连续波THz的辐射源，可以室温工作，且输出功率较高，可调频率多，易于操作。从成像方法来考虑，THz成像技术可分为扫描成像和实时成像两大类:扫描成像技术对样品上各点逐次扫描，成像速度慢；而THz实时成像主要采用电光晶体，成像速度快、但成像面积小，检测物体面积较大时需要对辐射光进行扩束。【
技术实现思路
】为解决现有成像装置和成像方法中可测样品成像面积较小、成像速度慢、数据处理繁琐的技术问题，本专利技术提供一种结构简单、操作方便的太赫兹波实时水印成像检测装置和成像方法。本专利技术通过以下技术方案来实现专利技术目的:—种连续波太赫兹实时水印成像检测装置，其特征在于:该装置包括连续波太赫兹辐射源(I)、准直扩束系统(2)、高阻硅片(3)、氩离子激光器(4)、第一离轴抛物面镜(5)、第二离轴抛物面镜出)、样品台(7)、第三离轴抛物面镜(8)、太赫兹波探测器(9)和计算机(10)；所述太赫兹波源(I)依次连接准直扩束系统(2)、高阻硅片(3)、第一离轴抛物面镜(5)、第二离轴抛物面镜￠)、样品台(7)、第三离轴抛物面镜(8)、太赫兹波探测器(9)和计算机(10)；所述可调谐氩离子激光器⑷照射到高阻硅片(3)上。所述的连续波太赫兹辐射源(I)为返波振荡器、量子级联激光器或co2激光抽运连续波太赫兹辐射源。所述的准直扩束系统(2)为开普勒型或伽利略型准直扩束系统。所述的高阻娃片⑶厚度h = 400 μ m，半径r = 25mm，电阻率10000 Ω cm。所述的太赫兹波探测器(9)为焦平面阵列探测器，探测灵敏度高，实时性好。所述的太赫兹波探测器(9)选用日本NEC公司的IRV-T0831C焦平面阵列相机。一种连续波太赫兹实时水印成像检测方法，包括以下步骤:a.连续波太赫兹辐射源(I)发射出太赫兹信号，信号准直扩束系统(2)后通过第一离轴抛物面镜(5)和第二离轴抛物面镜(6)进行二次扩束，然后传输至样品台(7);b.从样品透射出来的太赫兹信号经第三离轴抛物面镜(8)汇聚并传输至所述太赫兹波探测器(9);c.所述太赫兹波探测器(9)将接收到的汇聚太赫兹波转换为电信号并输入到计算机(10);d.通过太赫兹波探测器(9)自带软件对图像进行实时成像显示；e.通过可调谐氩离子激光器(4)是否照射到高阻硅片上，实现对太赫兹波的开、关控制，进而实现对该成像系统的成像帧数控制。本专利技术的优点在于:a.对太赫兹波束进行了二次扩束，在样品台能够对面积较大的物体进行检测；b.利用可调谐氩离子激光是否照射到高阻硅片上，实现对检测装置的开、关控制，能够对显示图像帧数进行控制；c.利用焦平面阵列探测器及其自带软件对图像进行实时成像显示，探测灵敏度高，实时性好；d.本专利技术应用的太赫兹波能量低，装置使用安全，不会对人体造成任何辐射威胁，不存在放射性污染。【附图说明】图1本专利技术成像装置结构图图2 (a) 5元人民币水印成像图图2 (b) 20元人民币水印成像图图中，连续波太赫兹辐射源(I)、准直扩束系统(2)、高阻硅片(3)、氩离子激光器(4)、第一离轴抛物面镜(5)、第二离轴抛物面镜(6)、样品台(7)、第三离轴抛物面镜(8)、太赫兹波探测器(9)和计算机(10)【具体实施方式】如附图所示，一种连续波太赫兹实时水印成像检测装置，包括连续波太赫兹辐射源(I)、准直扩束系统(2)、高阻硅片(3)、氩离子激光器(4)、第一离轴抛物面镜(5)、第二离轴抛物面镜(6)、样品台(7)、第三离轴抛物面镜(8)、太赫兹波探测器(9)和计算机(10);所述的连续波太赫兹辐射源(I)经准直扩束系统(2)后被准直扩束，到达高阻硅片(3)，由氩离子激光器(4)是否照射到高阻硅片实现对检测装置的开、关控制，通过第一离轴抛物面镜(5)和第二离轴抛物面镜(6)进行扩束后照射到样品台(7)的待测含有样品上，连续波太赫兹透过样品后被第三离轴抛物面镜(8)聚焦，再利用太赫兹波探测器(9)成像，并将成像数据输入到计算机(10)进行实时在线处理与显示。所述的连续波太赫兹辐射源(I)为返波振荡器、量子级联激光器或co2激光抽运连续波太赫兹辐射源。所述的准直扩束系统(2)为开普勒型或伽利略型准直扩束系统。实施例选择美国相干公司的SIFIR-50co2激光抽运连续波太赫兹辐射源，调节频率到2.52THzo设计的高阻硅厚度h = 400 μπι，高阻硅片的半径为r = 25mm，高阻硅电阻率10000 Ω Cm，可调谐氩离子激光器工作波长514nm，光束直径0.75mm，功率2W。使相应频率的太赫兹波聚焦在预设的高阻硅中间位置。太赫兹波探测器(9)选用日本NEC公司的IRV-T0831C焦平面阵列相机，通过USB接口与计算机(10)相连，探测灵敏度高，实时性好。—种连续波太赫兹实时水印成像检测方法，包括以下步骤:a.连续波太赫兹辐射源(I)发射出太赫兹信号，信号准直扩束系统(2)后通过第一离轴抛物面镜(5)和第二离轴抛物面镜(6)进行二次扩束，然后传输至样品台(7);b.从样品透射出来的太赫兹信号经第三离轴抛物面镜(8)汇聚并传输至所述太赫兹波探测器(9);c.所述太赫兹波探测器(9)将接收到的汇聚太赫兹波转换为电信号并输入到计算机(10);d.通过太赫兹波探测器(9)自带软件对图像进行实时成像显示；e.由氩离子激光器(4)是否照射到高阻硅片上，来决定太赫兹波能否通过高阻硅片，以实现对太赫兹波的开、关，当无外加氩离子激光时，高阻硅片对太赫兹波无衰减，太赫兹波可以通过高阻硅片；当有外加的氩离子激光时，由于高阻硅片内部产生光激发载流子，载流子对太赫兹波产生吸收作用，此时高阻硅片对太赫兹波有衰减，太赫兹波不能通过高阻硅片，通过调谐氩离子激光器(4)来对该成像系统的成像帧数进行控制。【主权项】1.一种连续波太赫兹实时水印成像检测装置，其特征在于:该装置包括连续波太赫兹辐射源(I)、准直扩束系统(2)、高阻硅片(3)、氩离子激光器(4)、第一离轴抛物面镜(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种连续波太赫兹实时水印成像检测装置，其特征在于：该装置包括连续波太赫兹辐射源(1)、准直扩束系统(2)、高阻硅片(3)、氩离子激光器(4)、第一离轴抛物面镜(5)、第二离轴抛物面镜(6)、样品台(7)、第三离轴抛物面镜(8)、太赫兹波探测器(9)和计算机(10)；所述太赫兹波源(1)依次连接准直扩束系统(2)、高阻硅片(3)、第一离轴抛物面镜(5)、第二离轴抛物面镜(6)、样品台(7)、第三离轴抛物面镜(8)、太赫兹波探测器(9)和计算机(10)；所述可调谐氩离子激光器(4)照射到高阻硅片(3)上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：申彦春，赵国忠，刘影，王佳，
申请(专利权)人：首都师范大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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