一种太赫兹噪声辐射源及成像系统技术方案

本发明专利技术提供一种太赫兹噪声辐射源及成像系统，所述太赫兹噪声辐射源包括：黑体，与所述黑体的输出口对准的光纤准直器，通过光纤与所述光纤准直器连接的第一掺饵光纤放大器，通过光纤与所述第一掺饵光纤放大器连接的光调制器，通过光纤与所述光调制器连接的第二掺饵光纤放大器，以及通过光纤与所述第二掺饵光纤放大器连接的光电转换器；其中，所述光纤准直器、所述第一掺饵光纤放大器、所述光调制器、所述第二掺饵光纤放大器及所述光电转换器覆盖有共同的工作频段。通过本发明专利技术提供的一种太赫兹噪声辐射源及成像系统，解决了现有的太赫兹噪声源功率较弱、无法进行高速电调制的问题。

Terahertz noise radiation source and imaging system

The invention provides a terahertz radiation source of noise and imaging system, the terahertz radiation source of noise including blackbody, and fiber collimator output of the blackbody in alignment, through the optical fiber and the first erbium-doped fiber amplifier connected to the optical fiber collimator, optical modulator connected by optical fiber and the first erbium doped fiber amplifier and through the optical fiber and the second optical modulator is connected with erbium-doped fiber amplifier, and through the optical fiber and the photoelectric converter connected second erbium-doped fiber amplifier; wherein, the optical fiber collimator, the first erbium-doped fiber amplifier, the light modulator, the second erbium-doped fiber amplifier and the photoelectric converter covered with common frequency. The invention provides a terahertz noise radiation source and an imaging system, and solves the problem that the existing terahertz noise source is weak in power and can not carry out high-speed electrical modulation.

【技术实现步骤摘要】
一种太赫兹噪声辐射源及成像系统
本专利技术属于光电信息
，特别是涉及一种太赫兹噪声辐射源及成像系统。
技术介绍
噪声是无规则的扰动，对信号会起到干扰作用，因此通常情况下，需要通过技术手段对噪声进行抑制。但是在某些情况下，噪声源也有其应用价值，比如在成像应用中，噪声光源由于其相干性差，频谱范围宽，因此可以消除图像中的因干涉而引起的条纹等不均匀性，且不同频率分量可以使图像携带更多的信息；又如在研究噪声抑制技术时，需要先对器件或系统的噪声特性进行了解，此时，一个标准的噪声源则可以用来表征其噪声系数。常用的噪声源是基于雪崩击穿机制的固态二极管，然而这种二极管的截止频率通常低于100GHz，不能作为太赫兹(terahertz，THz)的噪声源。黑体虽然也是一种很好的噪声源，可覆盖THz范围，但由于功率较弱，且其辐射频谱太宽，因此分配在所需频段内(如THz频段)的功率则更弱；而且黑体辐射源的调制只能通过斩波扇式的机械调制，无法采用电调制等高速调制手段。鉴于此，有必要设计一种新的太赫兹噪声辐射源及成像系统用以解决上述技术问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种太赫兹噪声辐射源及成像系统，用于解决现有的太赫兹噪声源功率较弱、无法进行高速电调制的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种太赫兹噪声辐射源，所述太赫兹噪声辐射源包括：黑体，用于在设定温度下输出噪声辐射；光纤准直器，与所述黑体的输出口对准，用于将黑体输出的噪声辐射耦合至光纤；第一掺饵光纤放大器，通过光纤与所述光纤准直器连接，用于对所述光纤准直器输出的噪声辐射进行初级功率放大，其中，经初级功率放大的噪声辐射的功率小于等于光调制器的最大输入功率；光调制器，通过光纤与所述第一掺饵光纤放大器连接，用于通过输入的调制信号对经初级功率放大的噪声辐射进行电调制；第二掺饵光纤放大器，通过光纤与所述光调制器连接，用于对经电调制的噪声辐射进行二级功率放大，其中，经二级功率放大的噪声辐射的功率小于等于光电转换器的最大输入功率；光电转换器，通过光纤与所述第二掺饵光纤放大器连接，用于将经二级功率放大的噪声辐射进行光电转换，形成太赫兹噪声，并通过天线进行传输；其中，所述光纤准直器、所述第一掺饵光纤放大器、所述光调制器、所述第二掺饵光纤放大器及所述光电转换器覆盖有共同的工作频段。优选地，所述太赫兹噪声辐射源还包括设于所述黑体与所述光纤准直器之间的光阑，用于调节所述黑体的开口大小，使所述光纤准直器通过所述光阑的视野被所述黑体覆盖，控制通光量。优选地，所述黑体的设定温度大于等于400K。优选地，所述电调制包括强度调制。优选地，通过调节所述第一、第二掺饵光纤放大器的电流控制所述第一、第二掺饵光纤放大器的输出功率。优选地，所述光电转换器包括单行载流子光电二极管。本专利技术还提供一种成像系统，所述成像系统包括上述任一项所述的太赫兹噪声辐射源。优选地，所述成像系统包括：上述任一项所述的太赫兹噪声辐射源，用于发射太赫兹噪声；二维旋转台，用于承载被测物体，并使所述被测物体在X轴和Y轴方向进行旋转；光路传输模块，用于传输所述太赫兹噪声并将其会聚至被测物体，及传输带有被测物体信息的太赫兹噪声并将其会聚至探测处理模块；探测处理模块，用于对接收的带有被测物体信息的太赫兹噪声进行调制信号提取，并对提取出调制信号的带有被测物体信息的太赫兹噪声进行成像、显示；以及调制信号模块，分别与所述太赫兹噪声辐射源及探测处理模块连接，用于向所述太赫兹噪声辐射源及探测处理模块提供调制信号。优选地，所述光路传输模块包括：第一拋面镜，用于接收所述太赫兹噪声辐射源发射的太赫兹噪声并将其转换为平行光束进行传输；第二拋面镜，位于所述二维旋转台的一侧并与所述第一拋面镜在同一垂直中心线上，用于将所述第一拋面镜传输的平行光束会聚至被测物体上；第三拋面镜，位于所述二维旋转台的另一侧并与所述第二拋面镜在同一中心线上，用于接收被测物体射出的带有被测物体信息的太赫兹噪声，并将其转换为平行光束进行传输；第四拋面镜，位于所述第三拋面镜下方，且与所述第三拋面镜位于同一中心线上，用于将所述第三拋面镜传输的平行光束会聚至探测处理模块；其中，所述第一拋面镜、所述第二拋面镜、所述第三拋面镜及所述第四拋面镜均与水平方向呈45度角。优选地，所述探测处理模块包括：探测器，用于探测所述光路传输模块传输的带有被测物体信息的太赫兹噪声，并将其进行传输；锁相放大器，与所述探测器连接，用于从带有被测物体信息的太赫兹噪声中提取出调制信号；成像显示单元，与所述锁相放大器连接，用于对提取出调制信号的带有被测物体信息的太赫兹噪声进行成像并显示。如上所述，本专利技术的一种太赫兹噪声辐射源及成像系统，具有以下有益效果：1.本专利技术所述太赫兹噪声辐射源通过将黑体辐射的噪声引入光纤，实现黑体辐射的噪声可高速电调制，并通过设置光调制器，实现所述太赫兹噪声辐射源还可调制高速参考信号。2.本专利技术所述太赫兹噪声辐射源通过设置第一、第二掺饵光纤放大器，实现噪声的功率大小可快速调节。3.本专利技术所述太赫兹噪声辐射源通过调节光电转换器及其天线的带宽，可实现所述太赫兹噪声辐射源辐射的噪声频率范围可选。4.本专利技术所述太赫兹噪声辐射源由于其相干性差、频谱范围宽，可消除图像中因干涉引起的条纹不均匀，改善太赫兹成像的质量，对太赫兹成像和噪声标定等应用系统的开发具有重要意义。附图说明图1显示为本专利技术所述太赫兹噪声辐射源的结构示意图。图2显示为本专利技术第二掺饵光纤放大器输出的噪声辐射经光电转换器后下变频为太赫兹噪声的过程示意图。图3显示为本专利技术所述成像系统的结构示意图。图4a为采用本专利技术所述太赫兹噪声辐射源进行成像时的成像效果图，图4b为采用太赫兹相干辐射光源进行成像时的成像效果图。元件标号说明1太赫兹噪声辐射源11黑体12光纤准直器13第一掺饵光纤放大器14光调制器15第二掺饵光纤放大器16光电转换器17光阑2被测物体3二维旋转台4光路传输模块41第一拋面镜42第二拋面镜43第三拋面镜44第四拋面镜5探测处理模块51探测器52锁相放大器53成像显示单元6调制信号模块具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1至图4b。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。实施例一如图1所示，本实施例提供一种太赫兹噪声辐射源1，所述太赫兹噪声辐射源1包括：黑体11，用于在设定温度下输出噪声辐射；光纤准直器12，与所述黑体11的输出口对准，用于将黑体11输出的噪声辐射耦合至光纤；第一掺饵光纤放大器13，通过光纤与所述光纤准直器12连接，用于对所述光纤准直器12输出的噪声辐射进行初级功率放大，其中，经初级功率放大的噪声辐射的功率小于等于光调制器的最大输入功率；光调制器14，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太赫兹噪声辐射源，其特征在于，所述太赫兹噪声辐射源包括：黑体，用于在设定温度下输出噪声辐射；光纤准直器，与所述黑体的输出口对准，用于将黑体输出的噪声辐射耦合至光纤；第一掺饵光纤放大器，通过光纤与所述光纤准直器连接，用于对所述光纤准直器输出的噪声辐射进行初级功率放大，其中，经初级功率放大的噪声辐射的功率小于等于光调制器的最大输入功率；光调制器，通过光纤与所述第一掺饵光纤放大器连接，用于通过输入的调制信号对经初级功率放大的噪声辐射进行电调制；第二掺饵光纤放大器，通过光纤与所述光调制器连接，用于对经电调制的噪声辐射进行二级功率放大，其中，经二级功率放大的噪声辐射的功率小于等于光电转换器的最大输入功率；光电转换器，通过光纤与所述第二掺饵光纤放大器连接，用于将经二级功率放大的噪声辐射进行光电转换，形成太赫兹噪声，并通过天线进行传输；其中，所述光纤准直器、所述第一掺饵光纤放大器、所述光调制器、所述第二掺饵光纤放大器及所述光电转换器覆盖有共同的工作频段。

【技术特征摘要】
1.一种太赫兹噪声辐射源，其特征在于，所述太赫兹噪声辐射源包括：黑体，用于在设定温度下输出噪声辐射；光纤准直器，与所述黑体的输出口对准，用于将黑体输出的噪声辐射耦合至光纤；第一掺饵光纤放大器，通过光纤与所述光纤准直器连接，用于对所述光纤准直器输出的噪声辐射进行初级功率放大，其中，经初级功率放大的噪声辐射的功率小于等于光调制器的最大输入功率；光调制器，通过光纤与所述第一掺饵光纤放大器连接，用于通过输入的调制信号对经初级功率放大的噪声辐射进行电调制；第二掺饵光纤放大器，通过光纤与所述光调制器连接，用于对经电调制的噪声辐射进行二级功率放大，其中，经二级功率放大的噪声辐射的功率小于等于光电转换器的最大输入功率；光电转换器，通过光纤与所述第二掺饵光纤放大器连接，用于将经二级功率放大的噪声辐射进行光电转换，形成太赫兹噪声，并通过天线进行传输；其中，所述光纤准直器、所述第一掺饵光纤放大器、所述光调制器、所述第二掺饵光纤放大器及所述光电转换器覆盖有共同的工作频段。2.根据权利要求1所述的太赫兹噪声辐射源，其特征在于，所述太赫兹噪声辐射源还包括设于所述黑体与所述光纤准直器之间的光阑，用于调节所述黑体的开口大小，使所述光纤准直器通过所述光阑的视野被所述黑体覆盖，控制通光量。3.根据权利要求1所述的太赫兹噪声辐射源，其特征在于，所述黑体的设定温度大于等于400K。4.根据权利要求1所述的太赫兹噪声辐射源，其特征在于，所述电调制包括强度调制。5.根据权利要求1所述的太赫兹噪声辐射源，其特征在于，通过调节所述第一、第二掺饵光纤放大器的电流控制所述第一、第二掺饵光纤放大器的输出功率。6.根据权利要求1所述的太赫兹噪声辐射源，其特征在于，所述光电转换器包括单行载流子光电二极管。7.一种成像系统，其特征在于，所述成像系统包括如权利要求1～6任一项所述的太赫兹噪声辐射源。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张戎，姚辰，周涛，曹俊诚，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31