[发明专利]一种太赫兹成像系统的孔径光阑调节方法和调节装置

说明书

本发明提供了一种太赫兹成像系统的孔径光阑调节方法，其可以实现数百毫米级孔径光阑的大小调节，且体积轻巧，调节方便，在太赫兹成像领域，其具有广泛的应用。其将若干片光阑叶片组合形成封闭状态下中心区域闭合的扇叶结构，每片光阑叶片均在外围上设置有一转动连接点，单个舵机的转动轴固接连接对应光阑叶片的转动连接点，通过同一个舵机转角控制器对光阑叶片的阵列角度进行同步控制，实现各光阑叶片的同步运动，从而改变扇叶结构所对应中心区域的孔径光阑的大小。

技术领域

本发明涉及太赫兹成像的技术领域，具体为一种太赫兹成像系统的孔径光阑调节方法，本发明还提供了太赫兹成像系统的孔径光阑调节装置。

背景技术

太赫兹成像系统接收物体发出的太赫兹波，通过太赫兹光学系统将其聚焦到太赫兹探测器上，从而对物体成像，其工作原理如图1所示。

图1中，物体1发出的太赫兹波经过安装在固定框架3上的透射式光学系统2，聚焦到太赫兹探测器4的焦平面上，形成太赫兹图象5。因透射式光学系统2的口径通常在数百毫米的量级，重量也往往较大，需要牢固的嵌在固定框架3的安装孔6内。安装孔6同时也起到了太赫兹光学系统2的孔径光阑的作用，用来限制太赫兹波的进光量，如图2所示。

对于一个光学系统，改变其孔径光阑的大小，可以改变系统的景深，改善图像的渐晕、调整探测器的响应等。因此大部分光学系统的孔径光阑的大小都是可调的。其原理是将组成孔径光阑的多片叶片之间安装机械联动机构，实现各叶片的同步运动，从而改变叶片中间的孔径光阑的大小，如图3所示。对于绝大多数的工作在可见光波段的光学系统，其孔径光阑的直径一般在在数毫米到数十毫米之间，因此其孔径光阑的调节机构均非常轻巧，用手即可直接调节。

然而但是对于太赫兹成像系统来说，由于其波长是可见光的数百倍，因此其光学系统的尺寸和重量也数倍甚至数十倍于可见光的光学系统。对于图2中典型的透射式太赫兹成像系统，其孔径光阑直径一般在数百毫米。如果仍采用传统的孔径光阑调节方案，其叶片联动机构将会变得十分笨重且，不便于用手调节，大大影响了其实用性。因此目前的太赫兹成像系统，均采用固定大小的孔径光阑，未见实用化的可调孔径光阑。

无法调节孔径光阑的大小，使得太赫兹成像系统的成像效果受到了一定的限制。因此有必要设计一种轻便且实用的太赫兹成像系统的孔径光阑调节方法和调节装置，从而获得更好的太赫兹图像。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种太赫兹成像系统的孔径光阑调节方法，其可以实现数百毫米级孔径光阑的大小调节，且体积轻巧，调节方便，在太赫兹成像领域，其具有广泛的应用。

一种太赫兹成像系统的孔径光阑调节方法，其特征在于：其将若干片光阑叶片组合形成封闭状态下中心区域闭合的扇叶结构，每片光阑叶片均在外围上设置有一转动连接点，单个舵机的转动轴固接连接对应光阑叶片的转动连接点，通过同一个舵机转角控制器对光阑叶片的阵列角度进行同步控制，实现各光阑叶片的同步运动，从而改变扇叶结构所对应中心区域的孔径光阑的大小。

其进一步特征在于：

初始位置时，每个舵机的输出角度为0°，此时中心区域闭合，即孔径光阑为0，任一光阑叶片的远离转动轴的一端的部分面域遮挡住相邻的光阑叶片的对应端的部分面域，且每片光阑叶片的远离转动轴的一端覆盖孔径光阑的圆心，确保中心区域闭合布置；

舵机转角控制器对每个舵机的输出角度均为同步顺时针或逆时针旋转，确保孔径光阑通过若干光阑叶片的旋转同步增大或缩小；

舵机转角控制器驱动舵机的输出角度为90°时，孔径光阑的尺寸达到最大，输出角度大于90°后，光阑叶片的远离转动轴的一端的部分面域无法遮挡住相邻的光阑叶片的对应端、使得整个中心区域为非闭合面域，无法正常进行作业。

太赫兹成像系统的孔径光阑调节装置，其特征在于，其包括：

若干光阑叶片，每片光阑叶片上集成有旋转连接点；