[发明专利]一种用于含水透明组织的透射光谱成像仪

摘要

本发明公开了一种用于含水透明组织的透射光谱成像仪，该仪器由嵌入式主控制器、太赫兹扫描成像子系统、多光谱成像子系统、样品室和无线局域网收发器组成。本发明的有益效果是，提供了超连续谱匀光激光源的照明透射成像方法以及太赫兹扫描透镜成像方法，结合标准透明液体样校正，可获取重要生物资源样品的结构、纹理、密度、透过率等组织特征，有利于得到含有多种信息的透射光谱图像，方便海关进出口检测检疫部门进行重要生物资源的溯源、鉴别及保护。

主权项

一种用于含水透明组织的透射光谱成像仪，由嵌入式主控制器(1)、太赫兹扫描成像子系统(2)、多光谱成像子系统(23)、样品室(8)和无线局域网收发器(26)组成；其特征在于：所述的太赫兹扫描成像子系统(2)由发射头(5)、接收头(13)、两维电动平台(30)和扫描与切换控制器(3)组成；发射头(5)包括太赫兹源(4)与太赫兹发射透镜(7)；接收头(13)包括太赫兹接收透镜(33)与太赫兹传感器(29)；发射头(5)与接收头(13)以太赫兹光轴(6)为轴线同轴安装，并固定于两维电动平台(30)上；两维电动平台(30)在扫描与切换控制器(3)的控制下可做二维平面扫描；所述的多光谱成像子系统(23)由滤光片轮(14)、滤光片轮控制器(15)、带通滤光片(16)、超连续谱激光器(18)、光纤耦合镜(19)、一分多光纤(20)、匀光器(21)、二次匀光板(11)、多光谱相机(22)、多光谱成像镜头(24)与全反镜(25)组成；滤光片轮(14)上装有多片带通滤光片(16)，在滤光片轮控制器(15)的控制下可依次切入激光光轴(17)；所述的样品室(8)内有样品池(9)、标准透明液体样(31)和切换器(32)，样品(10)装进样品池(9)后，插入样品室(8)对应槽口；切换器(32)控制切换标准透明液体样(31)或样品池(9)插入样品室；标准透明液体样(31)与样品池(9)平面尺寸一致；所述的超连续谱激光器(18)发出可见至中红外谱段的超连续谱激光，沿激光光轴(17)传输，经光纤耦合镜(19)与某一带通滤光片(16)后，输出为某一通带的激光，耦合进一分多光纤(20)，进行一至多分束；一分多光纤(20)的多输出光纤均匀安置分布在匀光器(21)平面上；匀光器(21)平面为漫透射平面，可使透过光束得到匀光效果；匀光后的通带激光束经全反镜(25)反射后转向主光轴(12)，再透过二次匀光板(11)后，其表面发出的光分布更均匀，当其照明在样品室(8)的样品(10)上，其透射光沿主光轴(12)经多光谱成像镜头(24)成像到多光谱相机(22)上；激光光轴(17)与主光轴(12)共面，激光光轴(17)垂直于主光轴(12)；所述的太赫兹源(4)发出太赫兹波段的电磁波，沿太赫兹光轴(6)经太赫兹发射透镜(7)可会聚于一定距离的目标上；扫描与切换控制器(3)除了可以控制两维电动平台(30)做二维平面扫描外，还可控制其带动发射头(5)、接收头(13)切入与切出样品室的空间范围，切入时为工作区(27)，此时为工作状态；切出时为非工作区(28)，此时为非工作状态；在工作状态时，太赫兹发射透镜(7)将沿太赫兹光轴(6)传输过来的太赫兹波会聚于样品(10)上的某一点；两维电动平台(30)做二维平面扫描，可实现对样品(10)平面所有点的太赫兹波聚焦；从样品(10)太赫兹波聚焦点透射出的太赫兹波继续沿太赫兹光轴(6)传输，通过太赫兹接收透镜(33)，会聚于太赫兹传感器(29)被接收；主光轴(12)与太赫兹光轴(6)两者共面平行；所述的嵌入式主控制器(1)内的主机软件可实现仪器的人机交互，数据库构建、查询、远程传输，图像信息的融合、分析、分类鉴别；其输入输出端口控制程序可实现对无线局域网收发器(26)、切换器(32)、滤光片轮控制器(15)、太赫兹源(4)、扫描与切换控制器(3)、超连续谱激光器(18)、多光谱相机(22)与太赫兹传感器(29)的控制，并接收多光谱相机(22)的输出图像与太赫兹传感器(29)的单点输出信号，并通过无线局域网收发器(26)网络联连出入境部门云系统，实现数据库的上传、下载与云端查询。