太赫兹阵列成像装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种太赫兹阵列成像装置，包括：太赫兹激光源及依次设置在光路支架上的离轴抛物面反射镜、样品板、平移台、太赫兹阵列探测器；平移台上设置有透镜，透镜在光路支架上沿竖直方向移动；太赫兹激光源输出发散的太赫兹激光；离轴抛物面反射镜将发散的太赫兹激光转变为沿竖直方向传输的平行太赫兹光；样品板用于放置目标样品；透镜用于收集并会聚穿过样品板及目标样品的平行太赫兹光；太赫兹阵列探测器基于透镜的输出光采集所述目标样品的图像。本实用新型专利技术具有体积小、结构简单、成像速度快、成像焦距和清晰度可调等优点，适用于太赫兹频段的成像分析及穿透性演示。赫兹频段的成像分析及穿透性演示。赫兹频段的成像分析及穿透性演示。

【技术实现步骤摘要】
太赫兹阵列成像装置


[0001]本技术涉及太赫兹成像
，特别是涉及一种太赫兹阵列成像装置。

技术介绍

[0002]成像技术是太赫兹领域的重要发展方向之一，当前的太赫兹成像系统和装置主要包括扫描成像和阵列成像两大部分。扫描式成像大多采用会聚光斑，成像信噪比和分辨率均比较高，但成像时间较长，即使采用快速扫描成像系统，其单幅图像的成像时间也在秒级；阵列成像可以非常好地弥补成像时间问题，采用帧率较高的太赫兹阵列探测器，可以实现25Hz甚至更高的成像帧率，即单幅图像的成像时间小于40毫秒，达到实时成像的水平，远远快于快速扫描成像系统的成像速度。
[0003]鉴于以上优点，太赫兹阵列成像系统被重点研究并获得部分应用。不过，由于阵列成像系统所使用的光束直径要比扫描系统的大很多，导致入射到阵列探测器中单个敏感元上的太赫兹能量比较弱。因而阵列成像系统所使用的太赫兹激光源通常都具有较高的输出功率，因此其体积也很大，设备较为笨重且昂贵。从应用的角度，如何降低激光源的体积和重量是太赫兹阵列成像系统获得广泛应用的重要因素。此外，现有的少部分采用小型化制冷机的太赫兹阵列成像系统，由于采用了较为复杂的光路系统，使得到达目标样品上的太赫兹能量大大降低，样品的成像信噪比较低。
[0004]因此，针对基于小型化太赫兹激光源的阵列成像系统，如何优化成像系统光路、提高成像的信噪比和成像质量也是本领域亟待解决的技术问题之一。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种太赫兹阵列成像装置，用于解决现有技术中设备笨重、成本高、光路复杂、成像质量差等问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种太赫兹阵列成像装置，所述太赫兹阵列成像装置至少包括：
[0007]太赫兹激光源及设置在光路支架上的离轴抛物面反射镜、样品板、平移台、太赫兹阵列探测器；所述平移台上设置有透镜，所述平移台带动所述透镜在所述光路支架上沿竖直方向移动；
[0008]所述太赫兹激光源输出发散的太赫兹激光；
[0009]所述离轴抛物面反射镜接收所述发散的太赫兹激光，将所述发散的太赫兹激光转变为沿竖直方向传输的平行太赫兹光；
[0010]所述样品板设置于所述离轴抛物面反射镜的上方，用于放置目标样品；
[0011]所述透镜设置于所述样品板的上方，用于收集并会聚穿过所述样品板及所述目标样品的平行太赫兹光；
[0012]所述太赫兹阵列探测器设置于所述透镜的上方，基于所述透镜的输出光采集所述目标样品的图像。
[0013]优选地，所述发散的太赫兹激光沿水平方向传输。
[0014]优选地，所述太赫兹激光源的工作频率覆盖1.2THz～5.2THz频段。
[0015]更优选地，所述样品板在1.2THz～5.2THz频段的透过率大于90％。
[0016]优选地，所述离轴抛物面反射镜的焦距直径比小于等于1.5:1。
[0017]优选地，所述透镜为双面镀膜的高阻硅透镜。
[0018]更优选地，所述太赫兹阵列探测器的工作频率为0.5THz～5THz。
[0019]更优选地，所述太赫兹阵列成像装置还包括信号处理模块，所述信号处理模块连接于所述太赫兹阵列探测器的输出端，读取所述太赫兹阵列探测器的输出信号并显示采集到的图像。
[0020]更优选地，所述太赫兹阵列成像装置还包括升降台，所述升降台设置于所述光路支架的底部，用于调整所述光路支架的高度进而确定所述离轴抛物面反射镜的中心高度。
[0021]为实现上述目的及其他相关目的，本技术还提供一种太赫兹阵列成像装置的成像方法，所述太赫兹阵列成像装置的成像方法至少包括：
[0022]1)提供并调整上述太赫兹阵列成像装置，使所述离轴抛物面反射镜、所述透镜及所述太赫兹阵列探测器的中心对齐，使所述发散的太赫兹激光的中心与所述离轴抛物面反射镜的中心区域对应；
[0023]2)移动所述平移台以调节所述透镜的高度，使所述太赫兹阵列探测器与所述透镜的距离位于预设范围内；
[0024]3)将目标样品放置于所述样品板的中心区域，调节所述样品板的高度，直至在所述太赫兹阵列探测器中观测到所述目标样品的太赫兹图像；
[0025]4)移动所述平移台以精细调节所述透镜的高度，将所述目标样品的图像调至最清晰状态。
[0026]优选地，步骤2)中，所述太赫兹阵列探测器的敏感面位于所述透镜的一倍焦距和两倍焦距之间。
[0027]更优选地，所述太赫兹阵列成像装置的成像方法还包括5)通过操作信号处理模块，保存步骤4)获得的太赫兹图像或动态视频，实现所述目标样品的太赫兹阵列成像过程。
[0028]如上所述，本技术的太赫兹阵列成像装置，具有以下有益效果：
[0029]1、本技术的太赫兹阵列成像装置采用离轴抛物面反射镜作为成像系统的第一级光路收集和准直部件，对太赫兹光的反射损耗小，采用双面镀膜的高阻硅透镜作为太赫兹图像的成像光学元件，对太赫兹光的透射吸收损耗小。
[0030]2、本技术所述的太赫兹阵列成像装置采用桌面式的竖直方向成像光路，既可以实现对固体样品的成像，也可以实现对液体样品的成像。
[0031]3、本技术的太赫兹阵列成像装置，整个系统只使用一个离轴抛物面反射镜和一个高阻硅透镜，成像光路简单成本低；且对太赫兹能量损耗很小，大幅提高了成像信噪比。
附图说明
[0032]图1显示为本技术的太赫兹阵列成像装置的结构示意图。
[0033]元件标号说明
[0034]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
太赫兹阵列成像装置
[0035]11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
太赫兹激光源
[0036]12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
光路支架
[0037]13
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
离轴抛物面反射镜
[0038]14
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
样品板
[0039]15
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
平移台
[0040]16
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
太赫兹阵列探测器
[0041]17
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
透镜
[0042]18
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
信号处理模块
[0043]19
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
升降台
具体实施方式
[0044]以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，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技术的其他优点与功效。本技术还可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太赫兹阵列成像装置，其特征在于：所述太赫兹阵列成像装置至少包括：太赫兹激光源及设置在光路支架上的离轴抛物面反射镜、样品板、平移台、太赫兹阵列探测器；所述平移台上设置有透镜，所述平移台带动所述透镜在所述光路支架上沿竖直方向移动；所述太赫兹激光源输出发散的太赫兹激光；所述离轴抛物面反射镜接收所述发散的太赫兹激光，将所述发散的太赫兹激光转变为沿竖直方向传输的平行太赫兹光；所述样品板设置于所述离轴抛物面反射镜的上方，用于放置目标样品；所述透镜设置于所述样品板的上方，用于收集并会聚穿过所述样品板及所述目标样品的平行太赫兹光；所述太赫兹阵列探测器设置于所述透镜的上方，基于所述透镜的输出光采集所述目标样品的图像。2.根据权利要求1所述的太赫兹阵列成像装置，其特征在于：所述发散的太赫兹激光沿水平方向传输。3.根据权利要求1所述的太赫兹阵列成像装置，其特征在于：所述太赫兹激光源的工作频率覆盖1.2THz～5.2THz频段。4.根据权利要求3所述的太赫兹阵列成像装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭智勇，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：新型
国别省市：