[发明专利]相衬成像方法及设备

权利要求书

1.一种利用衍射光栅进行相衬成像的方法，包括步骤：

用太赫兹辐射照射物体以与物体相互作用；

使得与物体作用后的太赫兹辐射照射衍射光栅；

沿衍射光栅波矢方向在一个周期之内等间距平移衍射光栅，以便针对不同的光栅位置，在衍射场内测量与物体和光栅作用之后的太赫兹辐射的光强分布；以及

根据光强分布恢复出物体的相衬图像。

2.如权利要求1所述的方法，其中使得与物体作用后的太赫兹辐射照射衍射光栅的步骤包括：

用穿过物体后的太赫兹辐射照射衍射光栅。

3.如权利要求1所述的方法，其中使得与物体作用后的太赫兹辐射照射衍射光栅的步骤包括：

用经物体反射的太赫兹辐射照射衍射光栅。

4.如权利要求1所述的方法，其中，沿衍射光栅波矢方向在一个周期的距离之内平移衍射光栅，以便对于每一个特定的光栅位置，选择光栅衍射场内衍射条纹明暗对比度较高的平面测量太赫兹辐射强度分布。

5.如权利要求4所述的方法，其中，用单点式探测器以格栅扫描方式逐点测量太赫兹辐射强度分布。

6.如权利要求4所述的方法，其中，用面阵式探测器直接测量太赫兹辐射强度分布。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述根据光强分布恢复出物体的相衬图像的步骤包括：

根据周期性强度图和光栅的衍射特性，恢复出光栅入射场在垂直于入射方向的平面内的相位分布；以及

根据相位分布构建出物体的相衬图像。

8.一种相衬成像设备，包括：

太赫兹辐射发射器，产生太赫兹辐射，照射物体以与物体相互作用；

衍射光栅，与物体作用后的太赫兹辐射照射该衍射光栅；

太赫兹辐射探测器，针对不同的光栅位置，在衍射场内测量与物体和光栅作用之后的太赫兹辐射的光强分布；

数据采集和处理系统，根据光强分布恢复出物体的相衬图像；

平移装置，用于沿衍射光栅波矢方向在一个周期的距离之内等间距平移衍射光栅，以便太赫兹辐射探测器针对不同的光栅位置，在衍射场内测量与物体和光栅作用之后的太赫兹辐射的光强分布。

9.如权利要求8所述的相衬成像设备，还包括：

设置在太赫兹辐射发射器的输出侧的准直部分，用于把太赫兹辐射准直成平行光束。

10.如权利要求9所述的相衬成像设备，所述准直部分是太赫兹透镜或者抛物面镜。

11.如权利要求8所述的相衬成像设备，其中平移装置沿衍射光栅波矢方向在一个周期的距离之内平移衍射光栅，以便对于每一个特定的光栅位置，太赫兹辐射探测器选择光栅衍射场内衍射条纹明暗对比度较高的平面测量太赫兹辐射强度分布。

12.如权利要求8所述的相衬成像设备，其中所述太赫兹辐射探测器是单点式探测器，用于以格栅扫描方式逐点测量太赫兹辐射强度分布。

13.如权利要求8所述的相衬成像设备，其中所述太赫兹辐射探测器是面阵式探测器，用于直接测量太赫兹辐射强度分布。

14.如权利要求8所述的相衬成像设备，其中数据采集和处理系统根据周期性强度图和光栅的衍射特性，恢复出光栅入射场在垂直于入射方向的平面内的相位分布；以及根据相位分布构建出物体的相衬图像。