基于QCL和非球面透镜的单频太赫兹聚焦透射成像系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于QCL和非球面透镜的单频太赫兹聚焦透射成像系统，其由量子级联激光器(QCL)发出单频太赫兹光，经过准直透镜形成准直光束，非球面透镜将准直光束汇聚在样本平面，使用太赫兹功率检测仪(高莱盒)紧贴样本后方检测透射过样本的太赫兹功率，将样本二位扫描可以实现样本的二维太赫兹透射成像。系统中非球面透镜采用TPX材质，其在较大数值孔径的条件下，相比普通球面透镜、抛物面透镜拥有更小的像差，在该系统中可以将聚焦光束的束腰半径缩小至波长以下，有助于提高成像分辨率。有助于提高成像分辨率。有助于提高成像分辨率。

【技术实现步骤摘要】
基于QCL和非球面透镜的单频太赫兹聚焦透射成像系统


[0001]本系统涉及太赫兹成像领域，具体涉及一种基于QCL和非球面透镜的单频太赫兹聚焦透射成像系统。

技术介绍

[0002]量子级联激光器(QCL)有别于半导体激光器，其激射波长是由导带中子带间的能级间距决定的，可以通过调节量子阱/垒层的厚度改变子带间的能级间距，从而改变激射波长。因此QCL输出的激光波长可以覆盖到传统激光机难以覆盖到的THz波段。本成像系统所使用的太赫兹光源为中国科学院半导体所制作的波长为3.7THz的QCL。
[0003]高莱盒(Golay Cell)是能够在室温下工作的太赫兹功率探测器，其原理为使用气室吸收入射的太赫兹波的能量，气体温度升高引起气室壁的薄膜形变，再测量薄膜形变程度来间接记录接收太赫兹波的功率。
[0004]现有太赫兹透射成像技术中，基于单频太赫兹的成像系统均使用准直光束照射整个样本，用太赫兹相机实现二维成像。这样的系统拥有很快的成像速度，然而光束能量分散在整个目标上，对于每个目标点的透射功率不足，这导致成像分辨率和信噪比较低；另一方面，这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于QCL和非球面透镜的单频太赫兹聚焦透射成像系统，其特征在于，包括：作为太赫兹光源的QCL，其发出点光源；用于准直光束的球面透镜，所述球面透镜放置在点光源之后的一倍焦距位置，将点光源发出的球面光准直为平行光束；用于汇聚光束的非球面透镜，将平行光束聚焦于样本平面的一点；放置在非球面透镜之后一倍焦距处的样本，其由二维扫描台驱动，在垂直于光轴的平面二维移动以使得整个样本被扫描；紧贴样本后方的太赫兹功率探测器，以减小透射过样本的太赫兹光散射、衰减引发的误差；信号发生器、电流源，用于给光源提供信号和能源；锁相放大器，用于接受太赫兹功率探测器信号；计算机，用于成像控制和图像生成。2.根据权利要求1所述的一种基于QCL和非球面透镜的单频太赫兹聚焦透射成像系统，其特征在于，所述QCL的输出波长为3.7THz，由电流源驱动，在液氮冷却环境下工作，其输出口处设置一直径为2mm的小孔以使其为发出球面光的点光源。3.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴世有，万知航，赵萌，李超，刘小军，方广有，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：