[发明专利]一种利用空间啁啾太赫兹脉冲进行实时成像的装置

说明书

技术领域

本专利涉及一种太赫兹脉冲进行实时成像的光学装置，特别是利用具有空间啁啾特性的太赫兹脉冲实现物体快速成像的装置，属于光电领域。

背景技术

太赫兹辐射可以穿透大多数非极性的电介质，并且太赫兹辐射的光子能量只有毫电子伏特，小于大多数化学键的键能，与物体相互作用时不会引起有害的电离反应，因此其非常适用于做成像的载波，对不透明的物体进行透视成像。

最基本的太赫兹波成像方式是Roster扫描方式，利用聚焦元件将太赫兹波聚焦于空间一点，将被测物体放置在该焦点处，在与太赫兹波传输方向垂直的平面内对被测物体进行二维扫描，将从物体透射或反射的太赫兹脉冲时域波形记录下来，根据物体的位置信息及采集到的太赫兹电场信息实现被测物体的太赫兹波成像。这种方法不仅需要对透过被测物体的太赫兹波进行时间扫描，而且需要对被测物体进行二维空间扫描，从而得到被测物体的透视成像，因此成像过程耗时较长。

在不需要光谱信息的情况下，可以把时间延迟固定在电场峰值处，通过探测透过被测物体后太赫兹电场峰值变化来成像，这种方法不需要对太赫兹时域信息进行扫描，但是仍需对被测物体进行二维扫描，因而极大的限制了太赫兹波实时成像的实现，并且机械扫描也会使其成像分辨率受到限制。

发明内容

为了解决空间二维扫描带来的一系列问题，本发明提出了一种利用具有空间啁啾特性的太赫兹脉冲实现实时成像的装置，首先对太赫兹脉冲进行空间啁啾调制，然后利用具有空间啁啾特性的太赫兹脉冲对被测物体进行成像，用太赫兹脉冲的频率信息代表被测物不同位置的坐标信息，利用太赫兹频率幅度的变化表示物体形貌特征，因此无需对被测物体进行二维扫描即可实现快速成像，克服了现有技术因为需要二维扫描而耗时长的问题。

结构一

一种利用空间啁啾太赫兹脉冲进行实时成像的装置，用于实现对物体的太赫兹实时成像，其特征在于，包括：

激光器，用于产生激光；

分光器件，用于将激光器产生的激光分成第一光束和第二光束；

脉冲光路单元，接收第一光束，包括依次通过光路连接的半导体天线、一对相互不重合布置的硅棱镜、成像透镜、用于接收成像透镜透过的光的电光晶体；

探测光路单元，接收第二光束，包括依次通过光路连接的用于时间延迟的高反镜组和反射件，

反射件设置在成像透镜和电光晶体之间，用于使得反射光和成像透镜透过的光汇合后照射到电光晶体上；以及

信号采集和处理单元，和电光晶体连接，采集电光晶体上的信号后进行处理得到物体的太赫兹图像，

其中，物体放置在硅棱镜和成像透镜之间。

结构二

一种利用空间啁啾太赫兹脉冲进行实时成像的装置，用于实现对物体的太赫兹实时成像，其特征在于，包括：

激光器，用于产生激光；

分光器件，用于将激光器产生的激光分成第一光束和第二光束；

脉冲光路单元，接收第一光束，包括依次通过光路连接的用于时间延迟的高反镜组、第一光电导天线、一对相互不重合布置的硅棱镜、成像透镜、用于接收成像透镜透过的光的第二光电导天线；

探测光路单元，接收第二光束，包括将第二光束会聚到第二光电导天线上的凸透镜；以及

信号采集和处理单元，和第二光电导天线连接，采集第二光电导天线上的信号后进行处理得到物体的太赫兹图像，

其中，物体放置在硅棱镜和成像透镜之间。

本发明提供的利用空间啁啾太赫兹脉冲进行实时成像的装置，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，激光器为飞秒激光器。

本发明提供的利用空间啁啾太赫兹脉冲进行实时成像的装置，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，分光器件为分束片。

本发明提供的利用空间啁啾太赫兹脉冲进行实时成像的装置，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，一对相互不重合布置的硅棱镜是相互垂直布置的。

本发明提供的利用空间啁啾太赫兹脉冲进行实时成像的装置，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，脉冲光路单元的半导体天线或第一光电导天线和一对相互不重合布置的硅棱镜之间设置有反射面镜。

本发明提供的利用空间啁啾太赫兹脉冲进行实时成像的装置，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，反射面镜为抛物面镜。

本发明提供的利用空间啁啾太赫兹脉冲进行实时成像的装置，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，成像透镜为聚乙烯凸透镜。