[发明专利]一种太赫兹压缩成像系统及方法

权利要求书

1.一种太赫兹压缩成像系统，其特征在于，所述系统包括：

太赫兹波产生与探测单元，包括激光光源、太赫兹发射器、太赫兹探测器、快速延迟线和慢速延迟线，所述激光光源产生泵浦光和探测光，泵浦光经慢速延迟线折返后射向太赫兹发射器产生太赫兹辐射，探测光经过快速延迟线折返后汇聚在太赫兹探测器上；

太赫兹波编码测量单元，包括分光镜片、半导体掩膜板和数字投影装置，分光镜片一面镀有分光薄膜，分光薄膜对太赫兹波具有高反射性，而对数字投影装置的光束具有高透性，数字投影装置产生编码图案光束，作用于半导体掩膜板，引起半导体的载流子分布，半导体掩膜板允许特定的太赫兹波通过且与光束的图案保持一致，实现太赫兹波的空间调制，进而实现半导体掩膜板编码的功能，所述数字投影装置包括光源、光束扩展器和数字微镜设备，光源产生的光束经过光束扩展器投射在数字微镜设备上，所述光源为高功率LED光源；

太赫兹重建成像单元，用于利用重建算法恢复原始图像，实现太赫兹成像。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述太赫兹发射器包括太赫兹源、若干聚焦透镜及若干准直透镜。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述太赫兹源为光电导天线、非线性晶体、太赫兹量子级联激光器或连续波太赫兹源。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述太赫兹探测器为光电导天线或非线性晶体。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分光镜片上的分光薄膜为氧化铟锡薄膜。

6.一种如权利要求1所述的太赫兹压缩成像系统的成像方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、根据压缩传感理论，将图像X采用二值随机矩阵构造M×N²的测量矩阵Φ，同时利用测量矩阵Φ的每一行构造N×N掩膜，共构造M×1个掩膜；

S2、用数字光投影技术分别将M个掩膜投影到半导体掩膜板上对太赫兹波进行调制，对样品实现线性测量并得到M×1个测量值Y，

S3、利用重建算法构造重构矩阵其中R_xx表示输入信号的自相关函数；

S4、利用重构矩阵计算得到图像X的近似估计对得到的按序重排列成N×N的图像，得到重建的太赫兹图像。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中的重建算法为最小均方差线性矩阵法、预计梯度算法、布雷格曼距离算法或最小全变分法。