太赫兹波快速成像扫描装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种利用快速扫描装置对太赫兹波进行大视场、快速扫描的成像装置。本发明专利技术的太赫兹波快速成像扫描装置，用于扫描待扫描物，包括帧扫镜组，位于待扫描物后，用以纵向扫描待扫描物；行扫镜组，设于帧扫镜组后的光路上，用以横向扫描待扫描物；凹面镜，位于行扫镜组后的光路上，以会聚太赫兹波；太赫兹波探测器，位于凹面镜后的光路上，接收扫描信号。本发明专利技术采用单点光机扫描的成像方式，不仅可以实现对视场的快速成像，而且还使得整个成像系统的体积小，成本低，制作调试相对容易。不仅可以应用于被动成像模式，而且还可以应用于主动成像模式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太赫兹波成像的扫描装置，具体地说本专利技术涉及一种利用快速扫描装 置对太赫兹波进行大视场、快速扫描的成像装置。
技术介绍
现有的几种太赫兹波的扫描方式有1、机械扫描成像它是利用机械运动来获取 大视域场景的目标特性，但是机械扫描成像在获取信号的过程中需花费一定时间，很难实 现实时成像。2、合成孔径成像主要是用N个真实孔径的小天线按一定规律排列，通过对接 收到的信号进行处理以得到相当于一个合成的大孔径天线的效果，但是该成像体制过于复 杂和昂贵，且干涉阵列所需的空间很大。3、焦平面成像是将多个接收单元排列在聚焦天线 的焦平面上，利用各馈源的偏焦不同，从而产生多个不同指向的波束覆盖视域，但是现阶段 太赫兹波段的接收单元制作困难，并且价格极其昂贵。4、利用振镜进行二维扫描成像，要想 得到高分辨率的图像，振镜需要做的非常大并且需要很高频率摆动，这个实现起来非常困 难。并且振镜很难在1-2米这样的一个距离内快速扫描一个人这么大的区域。近10多年来，太赫兹波无源成像技术由于其所具有的一系列优点而日益受到人 们关注。太赫兹波的方向性好、抗干扰能力强、能够很好地穿透等离子体等；太赫兹波成像 与目前其它光电成像技术相比，太赫兹波受气候条件的影响较小，太赫兹波成像技术能将 复杂背景与金属物体区分开。因此，被动式太赫兹波探测技术在恶劣天气下比目前的光电 探测成像技术更具有优势，它具有全天候工作的能力。无源成像不向外辐射电磁波，有极强的隐蔽性和安全性。太赫兹波的波段介于微 波与红外之间，与微波相比，波长较短，分辨率更高，与红外相比，波长较长，穿透性更好，它 具备了红外与微波的共同优点，又避免了微波与红外的某些缺陷。故太赫兹波可广泛应用 于军事侦查、制导、反隐身、探测以及民用交通、安全、医学、遥感等众多领域。太赫兹波成像 技术是最近10多年科学界研究的热门。但是由于太赫兹波探测器件的价格目前还非常昂贵，而且其制造的一致性和稳定 性还比较差，因此目前太赫兹波的探测器件还不能达到像CXD或红外焦平面阵列那样方便 的形成二维图像，因此采用较少的太赫兹波探测器件用光学机械扫描的形式是最现实的太 赫兹波快速成像的实施技术。
技术实现思路
本专利技术提供一种太赫兹波快速成像扫描装置，以解决上述
技术介绍
中存在的技术 问题，即太赫兹波探测器件的价格非常昂贵，而且其制造的一致性和稳定性差，阻碍太赫兹 波快速成像技术的发展。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种太赫兹波快速成像扫描装置，用于扫描待 扫描物，包括帧扫镜组，位于待扫描物后，用以纵向扫描待扫描物；行扫镜组，设于帧扫镜组 后的光路上，用以横向扫描待扫描物；凹面镜，位于行扫镜组后的光路上，以会聚太赫兹波；太赫兹波探测器，位于凹面镜后的光路上，接收扫描信号。其中，所述帧扫镜组为一个可旋转的俯仰平面镜，所述俯仰平面镜与水平面成一 定角度设置，所述俯仰平面镜的旋转轴平行于水平面。其中，所述行扫镜组包括可旋转的第一对转平面镜和第二对转平面镜，所述第一 对转平面镜位于所述俯仰平面镜下方，所述第一对转平面镜和第二对转平面镜相对设置， 且均与水平面成一定角度，使得从所述第一对转平面镜反射出的太赫兹波能够到达第二对 转平面镜，并经所述第二对转平面镜反射到所述凹面镜上； 所述第一对转平面镜和第二对转平面镜的旋转轴位于所述第一对转平面镜和第 二对转平面镜的法线所在的平面内，且所述第一对转平面镜和第二对转平面镜的旋转轴分 别位于各自法线的不同侧，与各自法线成角度Q1* θ 2，所述第一对转平面镜和第二对转 平面镜绕各自旋转轴的旋转方向相反且转速相同。其中，所述角度G1* Θ 2满足关系式L1Xtgze1 = L2Xtg202，其中所述第一对 转平面镜到待扫描物的距离是L1,所述第二对转平面镜到待扫描物的距离是L2。其中，所述帧扫镜组沿光路方向包括依次设置的第一平面镜、第二平面镜和第三 平面镜，所述第一平面镜和所述第二平面镜与水平面均成一定角度设置，所述第二平面镜 位于所述第一平面镜下方，将从所述第一平面镜的光线反射到所述第三平面镜，所述第三 平面镜与水平面垂直设置，将所述第二平面镜的光线反射到所述行扫镜组，所述第一平面 镜可旋转，其旋转轴平行于水平面。其中，所述行扫镜组包括与水平面垂直的第一对转平面镜和第二对转平面镜，所 述第一对转平面镜和第二对转平面镜相对设置，使得从所述第一对转平面镜反射出的光线 能够到达第二对转平面镜，并经所述第二对转平面镜反射到所述凹面镜上，所述凹面镜与 水平面垂直；所述第一对转平面镜和第二对转平面镜的旋转轴位于所述第一对转平面镜和第 二对转平面镜和法线所在的平面内，且所述第一对转平面镜和第二对转平面镜的旋转轴分 别位于各自法线的不同侧，与各自法线成一定角度，所述第一对转平面镜和第二对转平面 镜绕各自旋转轴的旋转方向相反且转速相同。其中，所述帧扫镜组固定在能够转动的旋转底座上，以将所述待扫描物分成两部 分分别进行扫描。其中，所述太赫兹波探测器连接计算机，在所述计算机内进行图像重构和显示。其中，所述扫描装置还包括发射太赫兹波的外部光源，所述外部光源设置于所述 帧扫镜组的上方。其中，所述太赫兹波探测器为能够发射并接收太赫兹波的太赫兹波收发探测器。本专利技术达到的有益技术效果在于(1)采用单点光机扫描的成像方式，不仅可以实现对视场的快速成像，而且还使得 整个成像系统的体积小，成本低，制作调试相对容易。(2)使用一对对转的平面镜进行横向扫描，这样既减小了整个系统的体积，又增加 了镜子在转动过程中的利用效率。(3)本专利技术中的各个元件全部工作于反射模式，元件的光学性质不会随太赫兹波 频率的变化而变化，这样使得本专利技术的扫描装置可以工作于各个频段。(4)本专利技术不仅可以应用于被动成像模式，还可以应用于主动成像模式，有较为灵 活的工作模式。(5)将整个视场分为两部分扫描，这样可以加大扫描视场的宽度。(6)在用于横向扫描的对转平面镜转动过程中，用于纵向扫描的摆动平面镜连续 运动，这样在物方空间形成“之”字扫描模式，这样可以保障系统运行的稳定性和连续性。(7)不仅可以实现在近距离内的大视场、高分辨率扫描，而且可以做到很快的扫描 速度。可以实现在秒的量级上的扫描速度。附图说明图1为太赫兹波快速成像扫描装置第一实施例的主视图；图2为太赫兹波快速成像扫描装置第二实施例的俯视图； 图3为第二实施例帧扫镜组的A-A向剖视图；图4为太赫兹波快速成像扫描装置扫描模式示意图。附图标记说明1-俯仰平面镜；11-第一平面镜；12-第二平面镜；13-第三平面镜；2_第一对转平 面镜；3-第二对转平面镜；4-凹面镜；5-太赫兹波探测器；6-待扫描物。具体实施例方式为了使本专利技术的形状、构造以及特点能够更好地被理解，以下将列举较佳实施例 并结合附图进行详细说明。本专利技术的一种太赫兹波快速成像扫描装置，用于扫描待扫描物，包括帧扫镜组，位 于待扫描物后，用以纵向扫描待扫描物；行扫镜组，设于帧扫镜组后的光路上，用以横向扫 描待扫描物；凹面镜，位于行扫镜组后的光路上，以会聚太赫兹波；太赫兹波探测器，位于 凹面镜后的光路上，接收扫描信号。图1为本专利技术第一实施例的主视图，以水平入射的太赫兹波的光路为例说明，如 图所示，本实施例中帧扫镜组为一个俯仰平面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太赫兹波快速成像扫描装置，用于扫描待扫描物，其特征在于，包括帧扫镜组，位于待扫描物后，用以纵向扫描待扫描物；行扫镜组，设于帧扫镜组后的光路上，用以横向扫描待扫描物；凹面镜，位于行扫镜组后的光路上，以会聚太赫兹波；太赫兹波探测器，位于凹面镜后的光路上，接收扫描信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张存林，邓朝，赵跃进，朱维文，张雅琳，
申请(专利权)人：首都师范大学，北京理工大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]