[发明专利]一种太赫兹连续波快速精准扫描系统及方法

权利要求书

1.采用一种太赫兹连续波快速精准扫描系统的扫描方法，其特征是，包括，

步骤(1)：操作人员在上位机中设置样品扫描参数；

步骤(2)：FPGA控制主板接收到扫描参数，设置成功返回上位机OK，继续下一步，设置错误返回Err，返回步骤(1)；

步骤(3)：操作人员选择X轴、Y轴回原点的运动方向，发送扫描复位指令；

步骤(4)：FPGA控制主板接收到扫描复位指令，控制X轴电机和Y轴电机按照设定方向运行，复位结束后给上位机返回OK指令；

步骤(5)：上位机接收到复位结束指令时，操作者发送样品扫描指令；

步骤(6)：FPGA控制主板接收到样品扫描指令，控制X轴电机进行扫描，该行扫描结束后，扫描行变量LC加1，发送上位机行扫描结束指令；

步骤(7)：行扫描过程中，每扫过一个栅距，时钟发生器给数据采集模块提供一次连续的工作时钟，数据采集模块进行模拟信号采集；

步骤(8)：FPGA控制主板缓存数据采集模块采集的数据，存储达到设定容量后将数据上传至上位机；

步骤(9)：上位机接收数据，绘制灰度图像；

步骤(10)：行扫描结束后，FPGA控制主板控制Y轴电机进行列扫描，重复步骤(6)至步骤(10)，当样品全部扫描结束时，结束循环，发送上位机扫描结束指令；

所述太赫兹连续波快速精准扫描系统，包括X轴电机、Y轴电机、X轴光栅尺及Y轴光栅尺，X轴电机和Y轴电机分别通过X轴传动结构和Y轴传动结构带动X轴和Y轴转动；驱动所述X轴电机和Y轴电机运动的驱动器接收FPGA控制主板的电机控制模块发送的脉冲信号，该脉冲信号来自FPGA内部锁相环输出的高速倍频时钟；X轴光栅尺通过时钟发生器与所述FPGA控制主板连接，所述FPGA控制主板通过X轴光栅尺及Y轴光栅尺实现扫描过程中的精确定位；上位机接收所述FPGA控制主板的数据采集模块采集的数据实现灰度成像；

所述X轴光栅尺包括X轴标尺光栅和X轴光栅传感器，X轴标尺光栅固定在与X轴平行的支架上，X轴光栅传感器安装在X轴传动机构上；

所述Y轴光栅尺包括Y轴标尺光栅、Y轴光栅传感器，Y轴标尺光栅固定在与Y轴平行的支架上，Y轴光栅传感器安装在Y轴传动机构上；

所述FPGA控制主板包括扫描位置模块，实时读取计数X轴光栅传感器、Y轴光栅传感器输出的第一路方波信号，实现X轴、Y轴扫描坐标精确定位；

所述时钟发生器包括依次连接的分路器、延迟模块、合路器及方波整形器；

所述X轴光栅传感器输出的第二路方波信号与所述时钟发生器相连，时钟发生器输出间断的时钟信号作为所述数据采集模块的采集时钟。

2.如权利要求1所述的扫描方法，其特征是，所述步骤(4)的具体过程包括：

步骤(4.1)：FPGA控制主板中电机控制模块发送脉冲信号、方向信号及使能信号给驱动器，驱动X轴电机和Y轴电机按照设定方向运动；

步骤(4.2)：X轴电机和Y轴电机带动X轴光栅传感器、Y轴光栅传感器沿着X轴标尺光栅、Y轴标尺光栅一起运动；

步骤(4.3)：FPGA控制主板中扫描位置模块实时接收和判断X轴光栅传感器、Y轴光栅传感器输出的中心点脉冲信号；

步骤(4.4)：当X轴光栅传感器输出的中心点脉冲信号为高电平时，到达X轴标尺光栅中心点，X轴电机停止运行；当Y轴光栅传感器输出的中心点脉冲信号为高电平时，到达Y轴标尺光栅中心点，Y轴电机停止运行；

步骤(4.5)：X轴电机、Y轴电机停止运动后，发送上位机扫描复位结束指令。