[发明专利]基于Nb5N6探测器的双焦点太赫兹主动成像系统

说明书

本发明公开了一种基于Nb5N6探测器的双焦点太赫兹主动成像系统，包括：连续波太赫兹辐射源、基于格里高利反射天线的准光学系统，Nb5N6探测器，电子学系统；其中，准光学系统包括椭球主反射镜、抛物次反射镜、扫描反射镜、抛物三级反射镜和分束片；电子学系统包括信号处理模块、电机控制模块、扫描成像模块、显示模块。本发明还公开了一种成像方法，通过单源和单探测器，实现了大视场、远距离、快速主动太赫兹成像。

技术领域

本发明属于太赫兹成像探测技术领域，具体涉及一种基于Nb5N6探测器的双焦点太赫兹主动成像系统及其成像方法。

背景技术

太赫兹波具有高载频、大宽带、能够穿透衣物、沙尘、烟雾等非极性材料的独特物理性质，在反恐安检、生物医学、无损检测、无线通讯等有着重要的应用前景，因此受到了高度关注并开展了许多成像传感方面的研究。太赫兹成像主要分为主动和被动两大类。主动太赫兹成像是通过接收物体反射的由成像系统发出的太赫兹信号，并把它转换为电信号，再将电信号的幅度和相位反映在图片上，根据图片来提取目标特征信息的技术。较于被动，主动成像不仅可以获得更高的图像清晰度而且成像距离相对较远，更有利于在人体安检方面的应用。

目前常见的主动成像系统中，由于太赫兹源价格昂贵且体积较大，主动成像系统无法实现一套系统采用多个辐射源的方案，通常采用的是小阵列探测器的单个辐射源通过机械扫描的方式实现大视场成像。一般受扫描时间的限制，成像速度很慢，从而无法实现快速成像。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种基于Nb5N6探测器的双焦点太赫兹主动成像系统及其成像方法，采用单连续波太赫兹辐射源和单探测器，通过像方扫描，实现快速高分辨率的大视场成像。

为实现上述发明目的，本发明提供的第一种技术方案为：

一种基于Nb5N6探测器的双焦点太赫兹主动成像系统，包括：连续波太赫兹辐射源(以下简称太赫兹辐射源)、基于格里高利反射天线的准光学系统，Nb5N6探测器，电子学系统；其中，准光学系统包括椭球主反射镜(以下简称主镜)、抛物次反射镜(以下简称次镜)、扫描反射镜(以下简称扫描镜)、抛物三级反射镜(以下简称三级镜)和分束片；电子学系统包括信号处理模块、电机控制模块、扫描成像模块和显示模块；所述太赫兹辐射源向所述准光学系统辐射信号；所述准光学系统接收所述太赫兹辐射源的辐射信号，辐射信号透过所述分束片，被所述三级镜准直后，依次经扫描镜、次镜、主镜反射后照射到被测物上；被测物反射回的反射信号再依次经主镜、次镜、扫描镜、三级镜、分束片反射后，汇聚到所述Nb5N6探测器；所述扫描镜由所述电子学系统通过电机控制模块实现扫描；所述Nb5N6探测器将接收回的辐射信号转化为电信号并发送至所述电子学系统；所述信号处理模块接收Nb5N6探测器的输出信号并实现所述输出信号的数字化处理；所述电机控制模块控制扫描镜的运动；所述扫描成像模块接收所述信号处理模块数字化后的图像信息和所述电机控制模块的位置信息，通过与所述显示模块连接，将图像信息和位置信息传输给显示模块。

上述技术方案中，所述Nb5N6探测器为常温单元热辐射型探测器，在0.6THz，温度为290K时的电导率达到2.5×104S/m，在调制频率为4KHz时，Nb5N6探测器的直流噪声等效功率达到

上述技术方案中，所述Nb5N6探测器将接收回的辐射信号转化为电信号并发送至所述电子学系统；

上述技术方案中，所述太赫兹辐射源为650GHz可调制连续波太赫兹辐射源。

上述技术方案中，所述主镜为离轴椭球面反射镜，所述次镜为离轴抛物面反射镜，所述主镜中的一个焦点与次镜的焦点重合；所述主镜与次镜的光轴重合；辐射信号与反射信号共用准光学系统。