[发明专利]成像装置

说明书

本申请依据专利法实施细则第42条提出，是国际申请日为2004年 9月15日、中国国家申请号200480032337.5、国际申请号 PCT/GB2004/003930、发明名称为“毫米和亚毫米成像装置”的专利申请的 分案申请。

技术领域

本发明涉及一种成像装置，尤其是但并不专门地，涉及一种能够在 室温下工作的毫米和亚毫米波长扫描相机。

背景技术

众所周知，亚毫米射线(也称为太赫射线，这种射线介于微波与红 外光之间)能够穿透纸和布料。因此已经将这一波长范围认定为是抵御 日益增长的恐怖行为威胁的有力工具，这是因为可以使用它以与目前机 场安检中使用的x射线基本相同的方式来查找隐藏的金属和非金属武器。 我们还知道太赫射线可以用在天文学研究中，并且可以用在生物物质的 光谱分析中，因为不同的生物分子吸收不同频率的太赫射线。它穿透最 上层皮肤层的能力还表明了在皮肤癌的诊断和分析中有使用太赫射线的 可能性。

在太赫频谱的低频端，可以按照与检测无线电波相同的方式使用天 线来检测射线。不过，即使在0.1THz上，天线长度也仅有1mm，并且 随着频率增大，天线的大小还会减小。在WO98/43314中，介绍了制造 毫米和亚毫米喇叭天线的方法，其中首先使用基板上的抗蚀层来制备半 喇叭天线形状的模具。将抗蚀层蚀刻成所期望的天线形状，然后对抗蚀 层模具的表面进行金属化。之后除掉抗蚀层，从而所剩下的全体即为具 有半喇叭天线形状的金属层。然后可以将两个这样的金属化结构连接在 一起，形成整个喇叭天线。这种技术使得比以往更加复杂的喇叭天线结 构能够得以制造。

发明内容

本发明寻求提供一种扫描成像装置，这种扫描成像装置尤其适于在 毫米和亚毫米波长上进行成像，并且能够在这些波长上给出高于现有扫 描成像系统的分辨率。

按照本发明的第一个方面，给出了一种成像装置，该成像装置用于 产生毫米和亚毫米范围内的波长的图像，该成像装置包括：透镜系统， 用于在焦平面上产生样本的图像；一个或更多个检测器，适用于检测毫 米和亚毫米范围内的多个波长，各个检测器包括天线和相关的信号处理 构件，各个天线位于透镜系统的焦平面上。

在优选的实施方式中，各个检测器适用于检测一定范围的波长。

在优选的实施方式中，各个检测器适用于检测单个波长并且成像装 置包括适用于检测不同波长的至少两个检测器。

在优选的实施方式中，检测器适用于检测100GHz到1THz范围内 的频率。

在优选的实施方式中，各个检测器适用于检测不同的频率或频率范 围。

在优选的实施方式中，天线在焦平面内被定位为使适用于检测选定 频率或频率范围的检测器得以散布在焦平面上。

在优选的实施方式中，成像装置包括多个检测器并且天线排列成线 性阵列。

在优选的实施方式中，天线排列成线性阵列的叠层。

在优选的实施方式中，所述成像装置还包括一个或更多个可移动的 支架，在所述支架上安装所述一个或更多个天线，所述支架包括驱动构 件，所述驱动构件用于横越焦平面可控制地移动所述一个或更多个天线。

附图说明

现在将参照附图通过在附图中示出的示例对本发明的实施例进行介 绍，其中：

图1是依据本发明的扫描太赫相机的示意图；和

图2示出了用于图1的相机的天线阵子；

图3示出了与镜光学器件一起使用以增强对可用照射的采集的依据 本发明的成像装置。

具体实施方式

图1中所示的太赫相机总体上包括样本台1、固定物镜2和位于物 镜2的焦平面上的天线3形式的多个检测器(图1中仅仅示出了一个)。 每一个天线3通过相应的波导4与常规混频电路5和包括但不局限于数 据分析系统的读取电子装置(未示出)相连接。此外，各个天线3装有 对着其孔径(aperture)的后向反射器6，后向反射器6可以反射光波长 的射线。优选地将分束器7安装在物镜2与天线3的阵列之间，优选地 成45°的角度，并且将其设置成把来自光学光源8的光线引导到安装在各 个天线上的后向反射器6上。与光学光源8伴随在一起的是诸如CCD相 机之类的光学成像装置9，用于检测和记录从后向反射器6反射回来的光 线。