[发明专利]一种三维层析成像系统及方法

权利要求书

1.一种三维层析成像系统，其特征在于，包括：无衍射器件、聚光器件、扫描器件以及接收器；

所述无衍射器件用于将入射的第一光束汇聚成第二光束；

所述聚光器件设置于所述无衍射器件的出光侧，所述聚光器件上形成有通孔，所述第二光束通过所述通孔射到所述扫描器件；

所述扫描器件用于将所述第二光束以扫描方式反射到被检材料，并将所述被检材料反射的第三光束反射到所述聚光器件；

所述接收器设置于所述聚光器件的聚光区，用于接收所述聚光器件汇聚的所述第三光束，以利用所述第三光束的信息构建所述被检材料的三维图像。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：

发射器，设置于所述无衍射器件的入光侧，用于发射所述第一光束至所述无衍射器件，其中所述第一光束是频率不小于0.5THz的太赫兹光。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述无衍射器件为无衍射透镜，所述无衍射透镜用于将平行入射的所述第一光束汇聚为所述第二光束，其中所述第二光束的成像景深不小于1.5m。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述聚光器件是凹面镜，所述凹面镜的反射面朝向所述扫描器件。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述扫描器件为扫描振镜，包括第一振镜片和第二振镜片，所述第一振镜片沿第一方向转动，所述第二振镜片沿垂直于所述第一方向的第二方向转动，以使得所述第二光束逐行或逐列扫描所述被检材料。

6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述发射器包括：信号源、第一倍频器和发射天线；

所述信号源用于产生本振信号，所述本振信号的频率小于所述第一光束的频率；

所述第一倍频器连接所述信号源，用于将所述本振信号的频率提升至太赫兹频段，以形成所述第一光束；

所述发射天线连接所述第一倍频器，用于发射所述第一光束。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述接收器包括：接收天线、基带信号源、调制器、第二倍频器、混频器、信号处理装置；

所述基带信号源用于产生低频基带信号，所述基带信号的频率小于所述本振信号的频率；

所述调制器的输入端分别连接所述信号源和所述基带信号源，输出端连接所述第二倍频器，用于将所述基带信号调制到所述本振信号上后输入到所述第二倍频器中进行倍频；

所述混频器的输入端分别连接所述接收天线和所述第二倍频器，用于将所述第二倍频器倍频后的信号与所述接收天线接收的信号进行混频，以得到一低频信号，其中所述第二倍频器的倍频数与所述第一倍频器相同；

所述信号处理装置连接所述混频器，用于对所述低频信号进行处理，以得到所述第三光束的信息进行成像。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述信号处理装置包括：依次连接的正交信号解调器、模数转换器、现场可编程门阵列以及成像电路；

所述正交信号解调器用于将所述低频信号进行解调；

所述模数转换器用于将解调后的所述低频信号转换为数字信号；

所述现场可编程门阵列用于采集所述数字信号中的数据；

所述成像电路用于利用采集到的所述数据构建所述被检材料的三维图像。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第三光束的信息包括所述第三光束的相位和强度。

10.一种三维层析成像方法，其特征在于，包括：

利用无衍射器件将入射的第一光束汇聚成第二光束；

利用扫描器件将所述第二光束以扫描方式反射到被检材料，并将所述被检材料反射的第三光束反射到所述聚光器件，其中所述聚光器件设置于所述无衍射器件的出光侧，所述聚光器件上形成有通孔，所述第二光束通过所述通孔射到所述扫描器件；

利用接收器接收所述聚光器件汇聚的所述第三光束，其中所述接收器设置于所述聚光器件的聚光区；

利用所述第三光束的信息构建所述被检材料的三维图像。