[发明专利]一种多层介质材料内部缺陷的检测装置及其方法

权利要求书

1.一种多层介质材料内部缺陷的检测装置，其特征在于，包括在时间t_s内发射频率在9.375GHz～13.75GHz之间变化的连续调频的低频信号的信号发生器、以及用于将所述低频信号通过n次倍频链路以获得在时间t_s内发射频率在9.375nGHz～13.75nGHz之间变化的连续调频的太赫兹高频信号的太赫兹倍频链路器，其中n为大于或等于8的整数。

2.如权利要求1所述的多层介质材料内部缺陷的检测装置，其特征在于，还包括锯齿波电源；所述锯齿波电源与所述信号发生器连接，用于输出连续的锯齿波电压信号以驱动所述信号发生器输出所述低频信号；所述太赫兹倍频链路器与所述信号发生器连接，用于将所述信号发生器发射的所述低频信号进行n次倍频形成所述太赫兹高频信号。

3.如权利要求1或2所述的多层介质材料内部缺陷的检测装置，其特征在于，还包括第一抛物面镜和第二抛物面镜，所述第一抛物面镜和所述第二抛物面镜分别位于所述太赫兹倍频链路器与一待测样品之间、且相对设置，所述第一抛物面镜用于反射所述太赫兹倍频链路器发射的所述太赫兹高频信号并经过所述第二抛物面镜会聚聚焦至所述待测样品上，聚焦后的所述太赫兹高频信号在所述待测样品表面及内部发生反射。

4.如权利要求3所述的多层介质材料内部缺陷的检测装置，其特征在于，还包括太赫兹分束器，所述太赫兹分束器设置在所述第一抛物面镜和所述第二抛物面镜之间、且所述太赫兹分束器与所述太赫兹高频信号的传输方向呈135°角设置，在所述待测样品表面及内部发生反射的太赫兹高频信号经过所述第二抛物面镜后由所述太赫兹分束器反射至与所述第二抛物面镜发射的路径垂直的方向。

5.如权利要求4所述的多层介质材料内部缺陷的检测装置，其特征在于，还包括太赫兹混频器，所述太赫兹混频器包括第一信号输入端、第二信号输入端和信号输出端；所述第一信号输入端与所述信号发生器连接，用于接收所述信号发生器发射出的部分太赫兹高频信号；所述第二信号输入端用于接收由所述分束器反射的太赫兹高频信号；所述太赫兹混频器将接收的所述太赫兹高频信号和所述低频信号混频得到中频信号。

6.如权利要求5所述的多层介质材料内部缺陷的检测装置，其特征在于，还包括第三抛物面镜，所述第三抛物面镜用于将所述分束器反射的太赫兹高频信号聚焦至所述太赫兹混频器的第二信号输入端。

7.如权利要求6所述的多层介质材料内部缺陷的检测装置，其特征在于，还包括二维扫描装置，所述二维扫描装置用于控制经过第二抛物面镜聚焦的所述太赫兹高频信号对所述待测样品表面进行x、y方向的扫描，所述二维扫描装置定义与所述待测样品表面平行的面为以x和y方向构成的x-y面、以及定义与x-y平面垂直的方向为z方向。

8.如权利要求7所述的多层介质材料内部缺陷的检测装置，其特征在于，还包括数据采集装置和成像处理装置；

所述数据采集装置与所述太赫兹混频器连接，用于采集所述太赫兹混频器混频得到的中频信号；

所述成像处理装置与所述数据采集装置连接，用于接收所述中频信号并经过处理得到与所述二维扫描装置每一扫描位置对应的z方向的一维成像数组，所述二维扫描装置控制所述太赫兹高频信号对所述待测样品表面进行x、y方向的扫描，得到多个所述一维成像数组构成一个三维成像数据阵列，所述成像处理装置根据所述三维成像数据阵列输出与所述待测样品对应的x-y方向成像图、x-z方向成像图和y-z方向成像图。

9.如权利要求8所述的多层介质材料内部缺陷的检测装置，其特征在于，所述二维扫描装置在每一扫描位置处停留的时间为NT，其中N为大于或等于1的整数；所述二维扫描装置的x和y方向扫描精度为0.1～20mm；T为10～500微秒；N为1～1024；所述锯齿波电源发射周期为T₀，其中T₀＝T，t_s＝0.8T。