感知“利器”：太赫茲二維成像系統及成像方法

THz（太赫茲）成像是THz技術的重要應用方向之一，1995年，B.B.Hu和M.C.Nuss利用THz時域光譜系統實現了對新鮮樹葉和集成電路的掃描成像，該工作被視為THz成像領域的里程碑，直觀而清晰的透射掃描圖像證明了THz波在成像領域的巨大潛力。特別是由紅外量子級聯激光器（Quantum cascade laser, QCL）發展而來的THz QCL在成像方面的潛力也引起了廣泛的關注，這類器件具備輸出功率高、單頻性好和體積小易集成等特點，作為THz源被各種成像技術及系統所采用。

THz波介于毫米波和紅外光之間，與毫米波或微波成像相比，THz波成像可以獲得更高的分辨率，因為THz波具有更短的波長；與紅外相比，THz波可以穿透很多紅外無法透過的材料，如紙張，塑料，陶瓷和半導體等，完成對隱藏目標物體的成像；與在醫學成像和安檢成像等領域廣泛應用的X射線相比，THz波具有更低的能量（1THz～4meV），可以彌補X射線容易對人體造成輻射損傷這一明顯缺點，同時對低密度物質成像的對比度又要優于X射線，基于上述優點，THz成像應用領域主要涉及隱蔽目標探測、安檢成像、無損檢測和癌變生物組織識別。

太赫茲成像應用于安檢

THz成像的發展趨勢是研制更加實用化的THz成像探測設備，不斷向著實時性、高分辨率、遠距離和便攜式等方向發展。采用的技術手段主要包括：優化掃描方式、合成孔徑技術和陣列接收技術等。在新型THz成像技術方面，基于THz QCL的成像技術是未來THz成像領域一個重要的發展方向之一。

對于現有的太赫茲成像系統，由于在探測器與傳輸光路之間設置分束片，使得進入探測器的太赫茲光先經過分束片反射，由此極大降低了入射信號的強度，導致了信號具有較大的干擾，并且入射信號的收集效率也急劇下降。

【推薦發明ZL】

《太赫茲二維成像系統及成像方法》

【發明內容】

本發明在于提供一種太赫茲二維成像系統及成像方法，用于解決現有的成像系統中進入探測器的入射信號強度低、干擾大、且收集效率低的問題。

本發明所述成像系統的系統框圖

太赫茲量子級聯激光器模塊的結構示意圖及光路傳輸路徑

本發明的太赫茲二維成像系統通過將第一鏡體內置于太赫茲量子級聯激光器的出光口，不僅實現了激光器模塊直接發射平行的太赫茲光，還減小了成像系統的體積及復雜度；而且通過將傳輸至光路傳輸模塊的太赫茲光設置為平行的太赫茲光束，大大減小了光的損耗。

此外，通過將第二鏡體內置與探測器的前端，不僅實現了太赫茲光的會聚，還進一步減小了成像系統的體積及復雜度。

而且，通過太赫茲量子級聯激光器模塊、載物臺模塊、光路傳輸模塊及數據采集模塊重新設置了太赫茲光的傳輸路徑，避免了分束片的使用，減小了光的損耗和光束干擾，提高了成像信噪比；最后，通過光路傳輸模塊將入射至數據采集模塊的太赫茲光設置為平行的太赫茲光束，增大了探測器的收集效率，提高了信號強度及成像效果。