[发明专利]基于编码孔径的高灵敏度太赫兹超导光谱成像系统及系统成像方法

权利要求书

1.基于编码孔径的高灵敏度太赫兹超导光谱成像系统，其特征是：该系统包括干涉仪模块(1)、DMD模块(2)、单个超导HEB接收模块(3)、探测数据读出模块(4)、以及系统控制模块(5)，所述干涉仪模块(1)包括可移动平面镜(11)、波束分离器(12)和固定平面镜(13)，所述DMD模块(2)包括DMD(21)和编码驱动总线模块(22)，所述单个超导HEB接收模块(3)包括太赫兹频段HEB直接检波器(31)、宽带低温放大器(32)，所述探测数据读出模块(4)包括模拟数字转换的采样单元(41)和实时时域及频域信号处理单元(42)；系统控制模块(5)改变干涉仪模块(1)的可移动平面镜(11)位置并记录位置信息，当太赫兹信号进入干涉仪模块(1)时，由波束分离器(12)分成两个波束，一个波束经过可移动平面镜(11)的反射，另一个波束经过固定平面镜(13)的反射，然后两个被反射的波束在波束分离器(12)处汇合并进入DMD模块(2)，DMD模块(2)利用编码驱动总线模块(22)使DMD(21)产生预先设计好的编码矩阵，这样太赫兹信号被DMD(21)进行编码，单个超导HEB接收模块(3)中太赫兹频段HEB直接检波器(31)对编码后的太赫兹信号进行检测，经宽带低温放大器(32)放大输出，探测数据读出模块(4)中，模拟数字转换的采样单元(41)和实时时域及频域信号处理单元(42)分别对输出信号进行数字采样和处理，系统控制模块(5)利用探测数据读出模块(4)的处理数据与系统控制模块(5)记录的可移动平面镜(11)的位置信息进行傅立叶变换，即获取目标空间每个像元的太赫兹数据信息。

2.如权利要求1所述的基于编码孔径的高灵敏度太赫兹超导光谱成像系统，其特征是：所述的干涉仪模块(1)为太赫兹Michelson干涉仪模块。

3.如权利要求1所述的基于编码孔径的高灵敏度太赫兹超导光谱成像系统，其特征是：所述的DMD(21)大小为0.95英寸。

4.如权利要求1所述的基于编码孔径的高灵敏度太赫兹超导光谱成像系统，其特征是：所述的DMD(21)像素为1920×1080。

5.如权利要求1所述的基于编码孔径的高灵敏度太赫兹超导光谱成像系统，其特征是：所述的太赫兹频段为0.85THz频段或1.4THz频段。

6.如权利要求1所述的基于编码孔径的高灵敏度太赫兹超导光谱成像系统，其特征是：所述的太赫兹频段HEB直接检波器(31)采用NbN或Graphene材料制作。

7.如权利要求1所述的基于编码孔径的高灵敏度太赫兹超导光谱成像系统探测太赫兹一维光谱谱线数据的方法，其特征是：包括以下步骤；

步骤一：通过系统控制模块(5)，改变干涉仪模块(1)的可移动平面镜(11)位置至位置1处并记录此时光程差的值；

步骤二：在DMD模块(2)中，利用编码驱动总线模块(22)对DMD(21)进行一系列的预先设计的随机编码矩阵编码，并由单个超导HEB接收模块(3)检测对应的连续谱强度，单个超导HEB接收模块(3)输出的连续谱强度信号经宽带低温放大器(32)输出，探测数据读出模块(4)对宽带低温放大器(32)输出信号进行数字采样和记录，得到每一个像元的两个波束干涉强度与此光程差之间对应关系的干涉数据；

步骤三：通过系统控制模块(5)，改变干涉仪模块(1)的可移动平面镜(11)位置至位置2处并记录此时光程差的值；重复步骤二获得每一个像元的两个波束干涉强度与此光程差之间对应关系的干涉数据；

步骤四：类比步骤三，通过系统控制模块(5)不断改变干涉仪模块(1)的可移动平面镜(11)位置并记录此时光程差的值，并通过重复步骤二获得每一个像元的两个波束干涉强度与不同光程差之间对应关系的干涉条纹数据；

步骤五：系统控制模块(5)将每一个像元的干涉条纹通过探测数据读出模块(4)进行实时频谱处理，利用频谱数据与系统控制模块(5)记录的位置信息进行傅立叶变换的频谱处理，可获取目标空间每个像元的太赫兹一维光谱谱线信息。