[发明专利]一种提高THz-ATR成像分辨率及性能的装置及方法

权利要求书

1.一种提高THz-ATR成像分辨率及性能的装置，其特征在于，所述装置包括：

太赫兹辐射源用于产生太赫兹波；

斩波器用于将辐射源发出的太赫兹波转变为适合探测器探测的太赫兹波；

太赫兹波分光镜用于将太赫兹波分成两束，一束作为参考光，另一束作为信号光进行成像检测；

太赫兹波反射镜用于调整光路方向；第一、第二离轴抛物面镜用于太赫兹光束的聚焦和收集；

固浸透镜用于提高系统数值孔径；样品架作为成像窗口，其上、下表面分别与固浸透镜的底面以及样品的待测面紧密贴合；

第一、第二太赫兹探测器用于接收太赫兹波信号；

计算机用于控制样品架移动，采集太赫兹探测器接收的信号及数据的分析处理。

2.根据权利要求1所述的一种提高THz-ATR成像分辨率及性能的装置，其特征在于，所述太赫兹辐射源为连续或脉冲太赫兹辐射源。

3.根据权利要求1所述的一种提高THz-ATR成像分辨率及性能的装置，其特征在于，所述第一离轴抛物面镜用于将入射太赫兹波聚焦到二维扫描样品架底面；第二离轴抛物面镜用于收集从固浸透镜出射的太赫兹波并将其转变为平行光束。

4.根据权利要求1所述的一种提高THz-ATR成像分辨率及性能的装置，其特征在于，所述固浸透镜形状为超半球形，尺寸需满足h+d＝r/n，n为材料折射率，r为超半球透镜的球半径，h为超半球固浸ATR透镜球心到样品架上表面的距离，d为样品架厚度。

5.根据权利要求4所述的一种提高THz-ATR成像分辨率及性能的装置，其特征在于，所述样品架材料与固浸透镜一致且成像过程中与固浸透镜底面紧密贴合。

6.根据权利要求1所述的一种提高THz-ATR成像分辨率及性能的装置，其特征在于，所述第一、第二太赫兹探测器为具有相同频率响应特性的探测器。

7.一种提高THz-ATR成像分辨率及性能的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

待测样品与样品架底面紧密贴合，计算机控制样品架在水平面x、y方向上以一定步长进行扫描，扫描过程中太赫兹波聚焦光斑的空间位置不变；

通过二维移动样品架将样品不同位置移至太赫兹波聚焦光斑处，获得样品不同位置的信息；

计算机同时采集第一、第二太赫兹探测器的信号，采用信号光与参考光相除的方式减小辐射源功率波动带来的影响以提高成像系统的信噪比，以样品与背景数据相除得出的相对强度作为各点数据做出ATR图像。

8.根据权利要求7所述的一种提高THz-ATR成像分辨率及性能的方法，其特征在于，所述方法通过待测样品移动的方式完成整个扫描成像过程，解决了传统ATR成像装置因焦点偏移导致分辨率退化的问题，实现了大面积成像时图像任意位置分辨率保持一致。