[实用新型]一种基于零阶贝塞尔波束的太赫兹反射成像系统

说明书

本实用新型公开了一种基于零阶贝塞尔波束的太赫兹反射成像系统，包括：太赫兹发射源、准直透镜、硅片、衍射元件、聚焦透镜、太赫兹探测器、样品台、样品台移动装置、锁相放大器及控制模块；准直透镜、硅片、衍射元件及样品台沿透射方向依次设置；硅片的中心位于透射波束的中心轴线上，并且与中心轴线夹角为45°；准直透镜和衍射元件的主光轴均位于透射波束的中心轴线上；衍射元件使得透射波束成为零阶贝塞尔波束；聚焦透镜主光轴位于反射光路上并且与透射波束的中心轴线垂直；太赫兹探测器位于聚焦透镜的焦平面上；太赫兹探测器与锁相放大器相连；控制模块分别与样品台移动装置和锁相放大器相连。本实用新型可同时提供高成像质量和大景深。

技术领域

本实用新型属于太赫兹成像技术领域，更具体地，涉及一种基于零阶贝塞尔波束的太赫兹反射成像系统。

背景技术

太赫兹波(Terahertz Wave，简称THz波)是指频率介于100GHz～10THz (波长30μm～3mm)之间的一段电磁波，位于红外波和微波波段之间。太赫兹波相对于其他波段的电磁波有一些独特的性质。因为太赫兹波恰好位于红外波和微波之间，因此兼具有两种波段的特点：在宏观上具有类似微波的穿透能力和类似光波的方向性，在微观上具有量子特征，单光子能量和分子的转动能级相当。太赫兹波对很多介电材料和非极性液体具有良好的穿透性，因此可以用于安全检查和质量控制等领域。与X射线相比，太赫兹波的光子能量更低，远低于损害生物组织的能量阈值，因此安全性远高于其他波段的电磁波。与此同时，大多数在安检领域比较重视的物质(例如毒品、炸药等)在太赫兹波段存在特征谱，因此可以通过光谱分析将这些物质鉴定出来。此外，水对太赫兹波有很强的吸收作用，所以太赫兹波不会对生物分子、生物细胞和组织产生有害的电离和破坏，特别适用于对生物组织进行活体检查。因此，太赫兹波可以作为医学成像和癌症检测的工具。

太赫兹连续波成像系统可以分为透射式成像和反射式成像两大类。由于太赫兹波的透射率的限制，只有有限的材料可用于太赫兹透射成像系统，因此太赫兹连续波反射成像技术也有重要的研究价值。现有的太赫兹反射成像技术中，均利用太赫兹高斯波束进行成像；在这类成像系统中，高斯波束先被聚焦后再入射到样品上，由于高斯波束在传播过程中，波束直径会不断变化，因此只能在有限的传播距离内认为波束直径不变；入射到样品上的高斯波束的直径越小，成像分辨率越高，但系统景深越小。

总体而言，现有的太赫兹反射成像系统无法同时提供高成像分辨率和大景深。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本实用新型提供了一种基于零阶贝塞尔波束的太赫兹反射成像系统，其目的在于提供一种能够同时提供高成像分辨率和大景深的成像系统。

为实现上述目的，按照本实用新型的第一方面，提供了一种基于零阶贝塞尔波束的太赫兹反射成像系统，包括：太赫兹发射源、准直透镜、硅片、衍射元件、聚焦透镜、太赫兹探测器、样品台、样品台移动装置、锁相放大器以及控制模块；