[实用新型]一种脉冲太赫兹波金属成像检测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于太赫兹成像无损检测技术领域，涉及一种成像检测装置，具体地涉及一种脉冲太赫兹波金属成像检测装置。

背景技术

太赫兹辐射(Terahertz，THz)是指频率在0.1THz-10THz(波长在3mm-30μm)范围内的电磁波，辐射量子能量很低，不会对生物组织产生有害电离，太赫兹波段包含了丰富的光谱信息，具有良好的光谱分辨特性，并且太赫兹波对大多数非极性电介质材料(塑料、陶瓷、衣物等)具有良好的穿透性，而对于金属材料则无法穿过，因此太赫兹波可以对隐藏在不透明物体中的金属进行成像，基于太赫兹波的成像及探测技术在基础研究、国防安全、工业检测、无损探伤等领域中有巨大应用前景。

目前，太赫兹成像技术分为脉冲太赫兹波成像和连续太赫兹波成像两大类。脉冲太赫兹时域光谱成像是研究最广泛的太赫兹成像技术，主要是利用超短脉冲激发产生脉冲太赫兹波，脉冲太赫兹波经过时域到频域的转换可以同时获得成像样品的振幅和相位信息。在脉冲太赫兹成像技术中，太赫兹辐射源和激光器可以采用自由空间的光电导天线和飞秒激光器，但是自由空间的光电导天线和飞秒激光器占用空间体积大，稳定性差；还可以采用光纤型的光电导天线和光纤飞秒激光器，通过保偏光纤来传输飞秒激光，其优点是占用空间体积小，稳定性好。从成像方式来说，太赫兹成像技术可以分为透射式成像和反射式成像，透射式成像对样品的厚度有一定的局限性，而且对样品的放置要求很高；反射式成像装置可以做成手持式成像装置，可以很方便的检测隐藏在不透明物体中的金属。

发明内容

为解决现有金属成像装置结构复杂、易受电磁干扰、稳定性差、体积大的技术问题，本实用新型提供一种结构紧凑、抗电磁干扰强、稳定性高、体积小、操作方便的脉冲太赫兹波金属成像检测装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现发明目的：

一种脉冲太赫兹波金属成像检测装置，其特征在于：该装置包括计算机、NI板卡、锁相模块、电流放大器、飞秒光纤激光器、电压放大器、一分二光纤耦合器、太赫兹发射器、太赫兹探测器、双面抛光硅片、笼式系统固定架、太赫兹聚焦透镜和二维电动平移台；

所述太赫兹发射器和太赫兹探测器固定在笼式系统固定架相邻的两个圆孔上，太赫兹探测器连接电流放大器；

所述电流放大器连接锁相模块；

所述锁相模块连接NI板卡；

所述NI板卡同时连接锁相模块、电压放大器和计算机；

所述电压放大器连接太赫兹发射器；

所述飞秒光纤激光器连接一分二光纤耦合器；

所述一分二光纤耦合器分别连接太赫兹发射器和太赫兹探测器；

所述双面抛光硅片以45°角对角放置在笼式系统固定架内；

所述太赫兹聚焦透镜固定在笼式系统固定架上；

所述笼式系统固定架固定在二维电动平移台上。

进一步的，所述太赫兹发射器和太赫兹探测器为夫琅禾费光纤型光电导天线。

进一步的，所述飞秒光纤激光器为CALMAR小型飞秒光纤激光器。

进一步的，所述一分二光纤耦合器分束前的光纤为色散补偿光纤和保偏光纤，分束后的光纤为长度不同的保偏光纤。

进一步的，所述双面抛光硅片的厚度h＝400μm，边长d＝30mm，电阻率ρ＝10000Ω·cm。

进一步的，所述笼式系统固定架为C4W30mm笼式立方体、B4CRP/M精密旋转调节平台和FFM1笼式兼容安装座三者的组合。

进一步的，所述NI板卡为NI-USB6211多功能DAQ。

进一步的，所述太赫兹聚焦透镜为Teflon透镜，直径d＝25.4mm，焦距f＝50mm。

进一步的，所述锁相模块为HB-292(I-2)型高性能双相锁相放大器。

本实用新型的优点和有益效果在于：

(1)采用脉冲太赫兹波扫描成像技术，抗电磁干扰能力强，分辨率高。

(2)采用非接触的无损检测方式，能够对所检测的物体起到很好的保护作用。

(3)采用的检测装置体积小，便于携带，易于推广，具有很广阔的应用前景。

(4)采用的太赫兹波能量低，装置实用、安全，不会对人体造成任何辐射威胁，不存在放射性污染。

附图说明

图1为脉冲太赫兹波金属成像检测装置结构图

图2为混凝土中插入金属钉的实物图

图3为混凝土中插入金属钉的成像图

图4为隐藏在牛皮纸袋中的金属剪刀实物图