[实用新型]太赫兹折衍透镜

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及一种太赫兹折衍透镜。

【背景技术】

太赫兹辐射(T-射线，波长为3,000～30微米范围内的电磁波)可以像X-射线那样穿过某些材料，“看”到其背后的物质。可以利用T-射线进行成像，透视出包装物品内部物体的T-射线图像来，从而可以应用于机场行李箱的安全检查和医生对人体内有损伤或破裂器官的检查。

现有技术中一般采用离轴抛物面反射镜对太赫兹波聚焦。离轴抛物面反射镜是根据光的反射原理制成的反射面为抛物面的反射镜，利用波束反射角度的不同实现聚焦。离轴抛物面反射镜加工复杂，它受其表面粗糙程度以及非抛物面性的限制。抛物面可以通过简单的机械手段(如建模)来精确制得，但是在THz波段中，千分之一英寸的表面误差能直接影响到抛物面的性能。并且离轴抛物面反射镜的调节维度较多，包括高度、前后左右位置及抛物面的取向，使用时调节极为繁琐。

【实用新型内容】

有鉴于此，有必要针对离轴抛物面反射镜使用不方便及加工难度大的问题，提供一种使用方便且加工难度小的太赫兹折衍透镜。

一种太赫兹折衍透镜，所述太赫兹折衍透镜的表面的几何形状是平面、球面、抛物面和双曲面中的一种，所述太赫兹折衍透镜的背面分为中心部分和周边部分，所述中心部分的几何形状是抛物面、球面、双曲面或和椭圆球面中的一种，所述周边部分包括多个环形凸起。

优选的，每个环形凸起包括一个垂直面和一个斜面，所述垂直面与太赫兹折衍透镜的表面垂直。

优选的，各环形凸起的垂直面的高度是相同的。

优选的，每个环形凸起的垂直面的高度由以下公式确定：

h=mλn-1]]>

其中，h是环形凸起的垂直面的高度，n是太赫兹折衍透镜的折射率，λ是基准波长，m是谐波次数，并且m是正整数。

优选的，所述基准波长的范围是30～900微米。

优选的，所述太赫兹折衍透镜的折射率大于或等于1。

优选的，所述太赫兹折衍透镜的材质是硅、锗、聚乙烯、聚四氟乙烯和聚4-甲基戊烯中的一种。

优选的，所述太赫兹折衍透镜通过切削加工形成，或者以切削加工或蚀刻加工而制作的母型为基础，通过转印成形而形成。

上述太赫兹折衍透镜在使用时不需要进行复杂的调节，因此使用方便。并且这样的结构可以减小加工时的难度，降低误差。

【附图说明】

图1是太赫兹折衍透镜的剖面图。

图2是太赫兹折衍透镜的俯视图。

【具体实施方式】

图1是太赫兹折衍透镜的剖面图。太赫兹折衍透镜100的表面110是平面，太赫兹折衍透镜100的背面130具有特殊的几何形状。建立如图所示的直角坐标系，太赫兹波沿着Y轴正方向通过太赫兹折衍透镜100。也就是说，太赫兹折衍透镜100的表面110是入射面，太赫兹折衍透镜的100的背面130是出射面。

太赫兹折衍透镜100的背面130分为中心部分130a和周边部分130b。中心部分130a是平滑的曲面(例如抛物面)。周边部分130b包括多个环形凸起。从侧面看，中心部分130a是抛物线形状，太赫兹折衍透镜100的光轴170通过抛物线的顶点和焦点。每个环形凸起由一个垂直面和一个斜面组成，垂直面与太赫兹折衍透镜100的表面110垂直，斜面相对于太赫兹折衍透镜100的表面110具有一定的倾斜角度。各环形凸起的垂直面的高度是相同的，各环形凸起的斜面的长度沿着远离中心部分130a的方向按照一定比例递减，也就是说，各环形凸起的斜面与垂直面的夹角是按照一定比例递减的。通过控制递减比例可以使各环形凸起的斜面与中心部分130a的抛物面构成的曲面接近旋转抛物面，从而使太赫兹折衍透镜100具有良好的聚焦和高的衍射效率。

每个环形凸起的垂直面的高度可以通过以下公式确定：

h=mλn-1]]>