[发明专利]基于螺旋相衬成像的太赫兹成像方法及装置

权利要求书

1.一种基于螺旋相衬成像的太赫兹成像方法，包括：

准直的太赫兹波束经目标透射后得到第一透射波束；

第一透射波束传播距离f后经第一透镜调制后得到第二透射波束；

第二透射波束传播距离f后经过位于频谱面的螺旋相位板调制后得到第三透射波束；

第三透射波束传播距离f后经第二透镜调制后得到第四透射波束；

第四透射波束传播距离f后被太赫兹相机接收后成像。

2.根据权利要求1所述的太赫兹成像方法，其特征在于，

所述第一透镜和第二透镜均为凸透镜，第一透镜和第二透镜的焦距均为f。

3.根据权利要求1所述的太赫兹成像方法，其特征在于，

所述第一透射波束起始位置的场分布E₁(x₁，y₁)为：

E₁(x₁，y₁)＝E₀(x₁，y₁)t(x₁，y₁)；

其中，E₀(x₁，y₁)为照射到目标的准直太赫兹场分布，t(x₁，y₁)为目标的透射函数，(x₁，y₁)为目标平面的坐标。

4.根据权利要求3所述的太赫兹成像方法，其特征在于，

到达所述第一透镜的第一透射波束的场分布E₂(x₂，y₂)满足：

F{E₂(x₂，y₂)}＝F{E₁(x₁，y₁)}H(f_x，f_y)；

其中，F{·}为傅里叶变换，f_x＝x₂/λf，f_y＝y₂/λf，j为虚数单位，λ为太赫兹波波长，(x₂，y₂)为第一透镜所在平面的坐标。

5.根据权利要求4所述的太赫兹成像方法，其特征在于，

到达所述频谱面的第二透射波束的场分布E₃(x₃，y₃)为：

其中，k为波数，为第一透镜的调制函数，(x₃，y₃)为频谱面的坐标。

6.根据权利要求5所述的太赫兹成像方法，其特征在于，

到达所述第二透镜的第三透射波束场分布E₄(x₄，y₄)为：

其中，为螺旋相位板的调制函数，为频谱面的方位角，f_x＝x₄/λf，f_y＝y₄/λf，(x₄，y₄)为第二透镜所在平面的坐标，ρ是(x₄，y₄)平面的径向长度，R是螺旋相位板的半径。

7.根据权利要求6所述的太赫兹成像方法，其特征在于，

所述太赫兹相机表面的场分布E₄(x₄，y₄)为：

其中，(x₅，y₅)为太赫兹相机所在平面的坐标；

上式中的傅里叶变换可以写为，

其中，J_m(·)为m阶贝塞尔函数，H_m(·)为m阶斯特鲁夫函数。