[发明专利]一种基于表面等离子激元的太赫兹成像精确定位方法

说明书

本发明公开了一种基于表面等离子激元的太赫兹成像精确定位方法。该方法包括以下步骤：首先，在金属膜上制备周期性结构，该周期性结构能够在太赫兹波段激发表面等离子波；其次，使得待测物体与该周期性结构的相对位置固定；最后，太赫兹时域光谱仪发出的电磁波入射至上述周期性结构，从而在该周期性结构表面激发出表面等离子波，进而得到该周期性结构亚波长尺度的成像图形，根据待测物体与该周期性结构的相对位置，对待测物体进行定位并成像。使用周期性结构制备两个已知间距的点，以这两点间的距离作为成像图像的比例尺，得到太赫兹成像过程中的比例尺。本发明实现了亚波长尺度的太赫兹成像精准定位，并通过制备比例尺，辅助测量成像目标的具体尺寸。

技术领域

本发明涉及电磁场与物质相互作用以及太赫兹成像技术领域，特别是一种基于表面等离子激元的太赫兹成像精确定位方法。

背景技术

使用太赫兹时域光谱技术进行成像是近年来应用广泛的太赫兹成像技术，基于此搭建的成像系统根据光路的不同可以分为透射式和反射式，而其中，大多数透射式成像系统需要额外的探测单元，其中需要探针紧贴于样品表面进行扫描成像，整体系统较为复杂，因此反射式的成像系统更为普遍。基于此的太赫兹时域光谱成像系统目前已经广泛应用于生物医学成像，毒品药品检测以及航天材料无损探伤的应用中。然而，太赫兹成像目前面对的一个问题是其分辨率受到太赫兹波长的限制只能达到几百微米到几毫米的量级。

在现行的成像过程中，由于受到时域光谱仪成像扫描时间的限制，在精确定位待测物体的位置中，需要花费较长的时间。同时，由于待成像物体通常为较小物体，成像过程中对待成像物体位置未知，导致实际成像的图形要远大于待成像物体的实际面积，导致成像所花费的时间较长。

发明内容

本发明目的在于提供一种简便、快速的基于表面等离子激元的太赫兹成像精确定位方法，以及基于表面等离子激元的太赫兹成像的比例尺制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于表面等离子激元的太赫兹成像精确定位方法，包括以下步骤：

首先，在金属膜上制备周期性结构，该周期性结构能够在太赫兹波段激发表面等离子波；

其次，使得待测物体与该周期性结构的相对位置固定；

最后，太赫兹时域光谱仪发出的电磁波入射至上述周期性结构，从而在该周期性结构表面激发出表面等离子波，进而得到该周期性结构亚波长尺度的成像图形，根据待测物体与该周期性结构的相对位置，对待测物体进行定位并成像。

进一步地，所述周期性结构为圆形周期性结构、三角形周期结构、平行四边形周期结构、多边形周期结构、条纹状周期结构。

进一步地，所述周期性结构为由多个圆形组成的周期性同心圆结构，所述同心圆结构中圆形数量为2个以上，最内侧圆形的直径与相邻圆形间距均相等，范围为0.2～0.4mm。

进一步地，所述金属膜的材料为金，银，铜或铝。

进一步地，所述太赫兹时域光谱仪发出的电磁波，频率范围为100～1000GHz。

进一步地，所述周期性结构蚀刻于金属膜的一个表面或两个表面。

一种基于表面等离子激元的太赫兹成像的比例尺制备方法，包括以下步骤：

使用权利要求1中的周期性结构制备两个已知间距的点，以这两点间的距离作为成像图像的比例尺，得到太赫兹成像过程中的比例尺。