一种太赫兹成像系统技术方案

本发明专利技术公开了一种太赫兹成像系统，用于对检测对象进行检测，包括分光镜、波束扫描装置和太赫兹探测器，所述分光镜将接收到的太赫兹波反射到波束扫描装置上，所述波束扫描装置对检测对象进行扫描；检测对象反射的太赫兹波依次经过所述波束扫描装置和所述分光镜后到达所述太赫兹探测器，所述太赫兹探测器将接收到的太赫兹波转换成光电流信号输出供分析处理。本发明专利技术提供的太赫兹成像系统能够极大地提高成像的扫描速度，而且控制简便，造价便宜，有利于系统的集成和扩展；同时通过反射式测量的方式，使该太赫兹成像系统可以应用于生物体特性的在体检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太赫兹波成像领域,尤其涉及一种太赫兹成像系统。
技术介绍
太赫兹波是指频率在0.1THz～10THz远红外波段的相干电磁辐射，处于电磁波谱中电子学向光子学过渡的特殊位置，因其具有透视性、安全性、光谱分辨本领等独特的本领，而表现出广泛的学术价值和应用前景。随着太赫兹技术的发展，太赫兹光谱及成像在生物学、医学疾病诊断、材料科学、军事以及化学基础研究等许多领域展现出巨大的应用潜力。太赫兹时域光谱技术是国际上近年来发展起来的太赫兹辐射的应用技术之一，是一种新兴的光谱技术，是太赫兹光谱技术的核心研发领域。太赫兹时域光谱所具有的相干探测方法、高的时间分辨率和高灵敏度为人们展现了一个全新的光谱学研究视角，也给光谱学研究者提供了新的机遇。而太赫兹时域光谱成像系统则继承了光谱系统的特点，且与普通的光学成像不同的是，太赫兹波成像的每个像素不仅包含光强信息还具有该像素点的光谱信息，经过相应处理的图像不仅可以观察还能识别物质成分，因此已经得到各个国家及各大研究所关注的前沿研究方向。目前，太赫兹时域光谱成像系统已经广泛应用于生物医学领域。现有的商业化太赫兹成像设备中主要采用逐点扫描成像和面阵成像等技术，逐点扫描系统往往采用电机平台对样品进行二维移动实现逐点扫描(光栅扫描)，需要耗费较长的时间，无法满足对生物体进行在体检测的实际需求；面阵成像技术如焦平面探测阵列成像、基于电光采样方法的CCD成像等存在着系统复杂而且设备昂贵等方面的不足；此外，对于生物体而言，现有的太赫兹系统大多采用透射式进行研究，这也难以应用于在体检测。首都师范大学太赫兹重点实验室的张存林、邓朝等设计的一种太赫兹成像系统，利用帧扫平面镜、多面体转镜和阵列探测器实现对物体的多列扫描成像(专利号CN201210117305.1)。然而，这种方案利用太赫兹阵列探测器造价较高，且利用多面体转镜扫描容易出现棱角过渡段的光线不明区域，对于精确控制带来一定的难度。
技术实现思路
鉴于现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种扫描速度快、控制简便、控制精度高且适于在体检测的太赫兹成像系统。为了实现上述的目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种太赫兹成像系统，用于对检测对象进行检测，包括分光镜、波束扫描装置和太赫兹探测器，所述分光镜将接收到的太赫兹波反射到波束扫描装置上，所述波束扫描装置对检测对象进行扫描；检测对象反射的太赫兹波依次经过所述波束扫描装置和所述分光镜后到达所述太赫兹探测器，所述太赫兹探测器将接收到的太赫兹波转换成光电流信号输出供分析处理。其中，所述波束扫描装置包括第一可旋转反射镜、第二可旋转反射镜、扫描透镜和反射镜驱动单元，所述反射镜驱动单元驱动所述第一可旋转反射镜和所述第二可旋转反射镜绕各自的对称轴转动；扫描透镜为聚焦透镜，太赫兹波依次经过所述第一可旋转反射镜、所述第二可旋转反射镜和所述扫描透镜照射到检测对象上。其中，所述反射镜驱动单元包括两个扫描电机和伺服驱动单元，所述伺服驱动单元输出控制信号控制两个所述扫描电机分别驱动所述第一可旋转反射镜和所述第二可旋转反射镜旋转。其中，所述第一可旋转反射镜的对称轴和所述第二可旋转反射镜的对称轴垂直。其中，所述第一可旋转反射镜的的对称轴垂直于检测对象，所述第二可旋转反射镜的对称轴平行于检测对象。其中，太赫兹成像系统还包括飞秒激光器、分束器和太赫兹发射器，所述飞秒激光器用于发出激光束，所述分束器用于将所述飞秒激光器发出的激光束分成探测光和泵浦光；所述泵浦光经所述太赫兹发射器后对检测对象进行扫描，检测对象反射的太赫兹波经所述分光镜进入所述太赫兹探测器，所述探测光经往复运动的快速延迟单元进入所述太赫兹探测器，所述太赫兹探测器在所述探测光和所述太赫兹波的共同作用下产生探测信号。其中，所述快速延迟单元包括音圈电机和光束回返镜，所述快速延迟单元受所述音圈电机驱动往复运动，所述光束回返镜改变光路以投射至所述太赫兹探测器。其中，太赫兹成像系统还包括太赫兹扩束装置和抛面镜，所述太赫兹扩束装置将所述太赫兹发射器产生的太赫兹辐射扩束后形成平行光束射出至所述分光镜；所述抛面镜将检测对象反射回的太赫兹波聚焦至所述太赫兹探测器。其中，太赫兹成像系统还包括第一反射器和第二反射器，所述第一反射器接收所述飞秒激光器发出的激光束并反射到分束器上，所述第二反射器接收所述探测光并反射给快速延迟单元。其中，所述太赫兹发射器包括太赫兹源和光束整理装置，所述太赫兹源受激光激发可产生太赫兹波，所述光束整理装置包括透镜，用于对太赫兹波进行整理。本专利技术利用太赫兹波通过波束扫描装置对检测对象进行扫描，然后利用太赫兹探测器接收反射的太赫兹波并转换成光电流信号输出供分析处理。这种方式能够极大地提高成像的扫描速度，而且控制简便，造价便宜，有利于系统的集成和扩展；同时通过反射式测量的方式，使该太赫兹成像系统可以应用于生物体特性的在体检测。附图说明图1为本专利技术实施例的太赫兹成像系统结构示意图。图2为本专利技术实施例的太赫兹成像系统的波束扫描装置结构示意图。图3为本专利技术实施例的太赫兹成像系统的波束扫描装置的扫描原理示意图。具体实施方式下面将结合附图用实施例对本专利技术做进一步说明。参阅图1，本专利技术实施例提供了一种太赫兹成像系统，用于对检测对象100进行检测，包括分光镜50、波束扫描装置60和太赫兹探测器70，分光镜50将接收到的太赫兹波反射到波束扫描装置60上，波束扫描装置60对检测对象100进行扫描；检测对象100反射的太赫兹波依次经过波束扫描装置60和分光镜50后到达太赫兹探测器70，太赫兹探测器70将接收到的太赫兹波转换成光电流信号输出供分析处理。图2为波束扫描装置60的结构示意图，波束扫描装置60包括第一可旋转反射镜61、第二可旋转反射镜62、扫描透镜63和反射镜驱动单元(图未示)，反射镜驱动单元驱动第一可旋转反射镜61和第二可旋转反射镜62绕各自的对称轴转动；扫描透镜63为聚焦透镜，太赫兹波依次经过第一可旋转反射镜61、第二可旋转反射镜62和扫描透镜63照射到检测对象100上。其中，扫描透镜63的焦点位于检测对象100表面。进一步地，反射镜驱动单元包括两个扫描电机(图未示)和伺服驱动单元(图未示)，伺服驱动单元输出控制信号控制两个扫描电机分别驱动第一可旋转反射镜61和第二可旋转反射镜62旋转，具体地，第一可旋转反射镜61和第二可旋转反射镜62绕各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太赫兹成像系统，用于对检测对象(100)进行检测，其特征在于，包括分光镜(50)、波束扫描装置(60)和太赫兹探测器(70)，所述分光镜(50)将接收到的太赫兹波反射到波束扫描装置(60)上，所述波束扫描装置(60)对检测对象(100)进行扫描；检测对象(100)反射的太赫兹波依次经过所述波束扫描装置(60)和所述分光镜(50)后到达所述太赫兹探测器(70)，所述太赫兹探测器(70)将接收到的太赫兹波转换成光电流信号输出供分析处理。

【技术特征摘要】
1.一种太赫兹成像系统，用于对检测对象(100)进行检测，其特征在于，
包括分光镜(50)、波束扫描装置(60)和太赫兹探测器(70)，所述分光镜(50)
将接收到的太赫兹波反射到波束扫描装置(60)上，所述波束扫描装置(60)
对检测对象(100)进行扫描；检测对象(100)反射的太赫兹波依次经过所述
波束扫描装置(60)和所述分光镜(50)后到达所述太赫兹探测器(70)，所述
太赫兹探测器(70)将接收到的太赫兹波转换成光电流信号输出供分析处理。
2.根据权利要求1所述的太赫兹成像系统，其特征在于，所述波束扫描装
置(60)包括第一可旋转反射镜(61)、第二可旋转反射镜(62)、扫描透镜(63)
和反射镜驱动单元，所述反射镜驱动单元驱动所述第一可旋转反射镜(61)和
所述第二可旋转反射镜(62)绕各自的对称轴转动；扫描透镜(63)为聚焦透
镜，太赫兹波依次经过所述第一可旋转反射镜(61)、所述第二可旋转反射镜(62)
和所述扫描透镜(63)照射到检测对象(100)上。
3.根据权利要求2所述的太赫兹成像系统，其特征在于，所述反射镜驱动
单元包括两个扫描电机和伺服驱动单元，所述伺服驱动单元输出控制信号控制
两个所述扫描电机分别驱动所述第一可旋转反射镜(61)和所述第二可旋转反
射镜(62)旋转。
4.根据权利要求2所述的太赫兹成像系统，其特征在于，所述第一可旋转
反射镜(61)的对称轴和所述第二可旋转反射镜(62)的对称轴垂直。
5.根据权利要求4所述的太赫兹成像系统，其特征在于，所述第一可旋转
反射镜(61)的的对称轴垂直于检测对象(100)，所述第二可旋转反射镜(62)
的对称轴平行于检测对象(100)。
6.根据权利要求1所述的太赫兹成像系统，其特征在于，还包括飞秒激...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁远甫，刘文权，吕建成，焦国华，陈四海，董玉明，佘荣斌，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44