[发明专利]一种三维层析成像系统及方法

说明书

本申请公开了一种三维层析成像系统及方法，该系统包括：无衍射器件、偏光组件、扫描器件以及接收器；无衍射器件用于将入射的第一光束汇聚成第二光束，该第一光束是太赫兹光；偏光组件设置于无衍射器件的出光侧，用于将第二光束中预设偏振方向的光出射到扫描器件；扫描器件用于将该预设偏振方向的光以扫描方式反射到被检材料，并将被检材料反射的第三光束反射到偏光组件；偏光组件还用于改变第三光束的偏振方向，并将偏振方向改变后的第三光束反射到接收器；接收器设置于偏光组件的反射侧，用于接收偏光组件反射的第三光束，以根据第三光束的信息构建被检材料的三维图像。通过上述方式，本申请能够提高材料检测的速度和成像精度。

技术领域

本申请涉及材料检测技术领域，特别是涉及一种三维层析成像系统及方法。

背景技术

实际工业生产应用中，各种材料在生产制造过程中可能产生缺陷，引起质量问题，甚至导致采用该材料的整个结构件的报废，造成重大经济损失，尤其是应用于航空航天领域的各种复合材料，对材料质量要求更高，一旦采用的材料内部产生缺陷，将造成重大损失，甚至是发生重大事故。

目前可以利用红外光线检测、X射线检测等方法，对材料进行三维成像，从而检测材料内部结构是否存在缺陷，但这些方法所用射线的成像景深距离短，探测图像的分辨率较低，对材料内部结构，尤其是对复合材料内部结构的检测精度低。

发明内容

本申请主要提供一种三维层析成像系统及方法，能够提高材料检测的精度。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种三维层析成像系统，包括：无衍射器件、偏光组件、扫描器件以及接收器；无衍射器件用于将入射的第一光束汇聚成第二光束，该第一光束是太赫兹光；偏光组件设置于无衍射器件的出光侧，用于将第二光束中预设偏振方向的光出射到扫描器件；扫描器件用于将该预设偏振方向的光以扫描方式反射到被检材料，并将被检材料反射的第三光束反射到偏光组件；偏光组件还用于改变第三光束的偏振方向，并将偏振方向改变后的第三光束反射到接收器；接收器设置于偏光组件的反射侧，用于接收偏光组件反射的第三光束，以根据第三光束的信息构建被检材料的三维图像。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种三维层析成像方法，包括：利用无衍射器件将入射的第一光束汇聚成第二光束，该第一光束是太赫兹光；利用偏光组件将第二光束中预设偏振方向的光出射到扫描器件；利用扫描器件将该预设偏振方向的光以扫描方式反射到被检材料，并将被检材料反射的第三光束反射到偏光组件；利用偏光组件改变第三光束的偏振方向，并将改变后的第三光束反射到接收器；利用接收器接收偏光组件反射的第三光束，以根据第三光束的信息构建被检材料的三维图像。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请的部分实施例中，利用无衍射器件将入射的第一光束汇聚成第二光束；利用偏光组件将第二光束中预设偏振方向的光出射到扫描器件；利用扫描器件将该预设偏振方向的光以扫描方式反射到被检材料，并将被检材料反射的第三光束反射到偏光组件；利用偏光组件改变第三光束的偏振方向，并将改变后的第三光束反射到接收器；利用接收器接收偏光组件反射的第三光束，以根据第三光束的信息构建被检材料的三维图像，从而利用无衍射器件，可以将第一光束汇聚成近似无衍射的第二光束，使得该第二光束在后续传播和扫描到被检测材料的过程中不发散、光场能量高度集中、中心亮斑尺寸小，进而使得扫描后利用第三光束的信息构建的被检材料的三维图像分辨率高，提高材料检测的精度。此外，由于入射的第一光束是太赫兹光，太赫兹光具有良好的穿透性，能够穿透被检材料内部，从而根据反射的光信号可以对被检材料进行层析成像，提高三维图像的分辨率。

附图说明

图1是本申请三维层析成像系统第一实施例的结构示意图；

图2是本申请三维层析成像系统第二实施例的结构示意图；

图3是本申请三维层析成像系统第二实施例中发射器和接收器的结构示意图；

图4是本申请三维层析成像系统第三实施例的结构示意图；