[发明专利]一种基于电光效应的反射式太赫兹显微成像系统及方法

说明书

本申请公开了一种基于电光效应的反射式太赫兹显微成像系统及方法，通过太赫兹波与待成像样品耦合后，在电光晶体上产生电光效应，从而改变探测光的极化场，使得探测光携带了与待成像样品耦合后的太赫兹波的调制作用，从而通过图像成像模块根据探测光获得所述待成像样品的图像信息。使得无需采用探针扫描方式，而是通过电光效应改变探测光的极化场，并通过探测光即可获得待成像样品的图像信息，可以实现微米级的实时显微成像，提高了显微成像速度和结构稳定性，同时，由于是采用了衰减全反射模块，根据探测光进行成像，而非根据与待成像样品耦合的太赫兹波进行成像，解决了针对含水分较多的新鲜样品的显微成像效果差的技术问题。

技术领域

本申请涉及太赫兹成像技术领域，尤其涉及一种基于电光效应的反射式太赫兹显微成像系统及方法。

背景技术

随着太赫兹技术的发展，太赫兹实时显微成像在半导体晶圆材料和纳米材料的缺陷检测和生物医学病理学分析方面具有可见光和红外频段不可取代的优势。

在现有的太赫兹显微成像的产品中，无论是采用原子力探针实现纳米级显微还是采用太赫兹探针实现微米级显微，一般都采用探针逐点扫描的方式。这使得显微成像的速度很慢，同时，探针与被成像介质距离难以控制，造成探针被折断的风险较大，这导致采用探针显微成像方式的速度和结构稳定性均难以满足工业在线检测的需求。同时，针对含水分较多的新鲜样品的显微成像时，太赫兹波的吸收较严重，显微成像的效果很差。

发明内容

本申请提供了一种基于电光效应的反射式太赫兹显微成像系统及方法，用于解决显微成像速度慢、结构稳定性差以及针对含水分较多的新鲜样品的显微成像效果差的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种基于电光效应的反射式太赫兹显微成像系统，包括：太赫兹波源、探测光源、衰减全反射模块、电光晶体、起偏器、分束器、检偏器与图像成像模块；

所述太赫兹波源用于发射太赫兹波；

所述衰减全反射模块的外表面贴附待成像样品，所述衰减全反射模块设于所述太赫兹波源的出光路上，用于接收所述太赫兹波源发射的所述太赫兹波，还用于将所述太赫兹波与所述待成像样品进行耦合后，将耦合后的太赫兹波反射至所述电光晶体中；

所述探测光源用于发射探测光；

所述起偏器设于所述探测光源的出光路上，用于接收所述探测光后，将所述探测光入射至所述分束器中；

所述分束器的工作面与所述起偏器的工作面呈45度，用于接收经所述起偏器后的探测光，从而将所述探测光分为两束，还用于将其中一束探测光入射至所述电光晶体中；

所述电光晶体设于所述衰减全反射模块与所述分束器之间的光路上，用于分别接收所述衰减全反射模块和所述分束器反射的所述太赫兹波和所述探测光，从而产生电光效应，以改变所述探测光的极化场，还用于将改变极化场后的所述探测光进行反射，使所述探测光沿原光路返回，经过所述分束器和所述检偏器入射至所述图像成像模块中；

所述图像成像模块用于根据所述探测光获得所述待成像样品的图像信息。

优选地，所述探测光源采用激光器。

优选地，所述电光晶体相对所述分束器远离的表面镀有增反膜，用于反射所述探测光，所述电光晶体相对所述分束器靠近的表面镀有增透膜，用于透射所述探测光。

优选地，所述衰减全反射模块具体为衰减全反射棱镜。

优选地，所述检偏器的出光路上设有凸透镜。

优选地，所述图像成像模块包括CCD相机和计算机；

所述CCD相机用于接收所述探测光后获得相应的图像信息，还用于将所述图像信息传输至所述计算机中；