[发明专利]用于太赫兹图像的高对比度、近实时采集的系统和方法

摘要

cw太赫兹图像光束通过非线性光学过程上转换(例如，采用近IR cw上转换光束的和频或差频生成)。经上转换的图像由近IR图像检测器采集。太赫兹图像光束和上转换光束的频带宽度和中心波长为使得当阻挡或大幅度衰减上转换光束时，可以采用波长滤波来允许经上转换的图像光束到达检测器。

主权项

1.一种用于采集物体的经上转换的太赫兹图像的方法，该方法包括：(a)用连续波太赫兹成像光束照射该物体，该太赫兹成像光束由在约0.05THz与约10THz之间的太赫兹频率、太赫兹频带宽度和太赫兹平均功率表征；(b)收集该太赫兹成像光束的至少一部分，该太赫兹成像光束通过该物体或围绕该物体透射或从该物体反射或散射，并且引导该部分作为太赫兹图像光束传播透过非线性光学介质，其中该太赫兹图像光束由该非线性光学介质处的太赫兹图像光束尺寸表征；(c)引导连续波上转换光束传播透过该非线性光学介质，其中该上转换光束与该太赫兹图像光束在该非线性光学介质中至少部分地在空间上重叠并且由上转换波长、上转换频带宽度、上转换平均功率和该非线性光学介质处的上转换光束尺寸表征；(d)通过该太赫兹图像光束和该上转换光束在该非线性光学介质中的非线性光学相互作用，上转换该太赫兹图像光束的至少一部分以形成经上转换的图像光束，该经上转换的图像光束由该太赫兹图像光束与该上转换光束之间的和频或差频生成产生的一个或两个波长表征；(e)使用图像检测器接收该经上转换的图像光束的至少一部分，并通过该图像检测器检测通过该经上转换的图像光束形成于该图像检测器处的经上转换的图像；以及(f)使用图像滤波元件，允许小于以106计的约1份该上转换光束到达该图像检测器，(g)其中该太赫兹平均功率大于约0.1W，该上转换波长在约400nm与约3500nm之间，该上转换频带宽度小于约0.1nm，并且该上转换平均功率大于约1W。