太赫兹快速成像系统的研究

【摘要】：太赫兹(THz)成像有着非常重要的学术研究价值和广阔的技术应用前景。最近十几年太赫兹技术得到了飞速的发展,使得其成像技术在材料科学、生物医学以及无损检测等方面得到了广泛的应用。太赫兹快速成像可以大大缩短成像测量的实验耗时,增强了太赫兹成像技术的实用性。我们利用直径30 cm卡塞格伦反射镜搭建了一套反射式太赫兹(THz)主动成像装置并已经成功地运用0.22 THz的辐射源在室温下进行成像。使用一个太赫兹固态源,通过光学系统聚焦后照射到待成像物体上,然后使用同一个光学系统收集反射回的太赫兹信号,经过聚焦入射到检测器上。分别使用自行制备的microbolometer THz常温检测器和商用VDI检测器进行成像并对结果进行了对比。通过二维机械扫描来获得一幅图像,扫描镜为安装在伺服电机和电控旋转台上的铝平面镜。使用Labview编写整个系统的控制软件,并生成图像。成像的物体是5根并排排列的铜棒；铜棒直径1.4 cm,间距5 cm。改变参考频率,扫描速度,可以将成像时间从15 s减少到5 s。成像的范围约为20 cm X 6.5。两种检测器的成像分辨率达到1.41 cm。搭建的系统达到了预期的性能,证明了其在安检、无损检测等方面具有巨大的应用潜力。最后我们对成像结果进行了分析,根据存在的问题提出了改进的思路。