[发明专利]太赫兹三维层析成像系统及方法

说明书

本发明公开了太赫兹三维层析成像系统及方法，涉及太赫兹成像技术领域，该系统包括：被测物体，载物移动旋转平台，上述被测物体置于载物移动旋转平台上，上述载物移动旋转平台用于带动被测物体移动与旋转，并将扫描后发散的波束聚焦至太赫兹收发模块中接收天线；太赫兹波发射装置和太赫兹波接收装置；第一菲涅尔透镜和第二菲涅尔透镜，有效消除宽带成像系统球差和色差，数据采集装置，与上述太赫兹波接收装置通信连接；处理器，与上述数据采集装置通信连接，实现超宽带太赫兹信号合成，并利用图像重建算法，获取被测物体在超宽带太赫兹下连续频点的三维成像结果。

技术领域

本发明涉及太赫兹成像技术领域，具体涉及太赫兹三维层析成像系统及方法。

背景技术

太赫兹波（0.1-10THz，0.03-3mm）位于微波与红外之间，其兼具微波的高穿透性与红外的高分辨特性，广泛应用于材质材料分析、安检、医疗检测、大气遥感等领域。传统的太赫兹二维成像方法仅能获取被测物体的二维成像信息，无法有效获取被测物体的三维成像信息。

目前，太赫兹三维层析成像技术已逐渐成为研究热点；然而现有的太赫兹时域光谱成像技术，虽可获取物体在超宽频带内，多频点下被测物体的三维成像信息，但其成像装置复杂，穿透深度有限，成像速率慢，限制了其三维成像的应用；太赫兹层析成像技术，多为单频点系统，仅能获取单频点下被测物体的三维成像信息，难以同时获取多频点甚至连续频点下的成像结果，并且需要大量的投影数据才能进行高质量的图像重建。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提高三维成像的质量，目的在于提供太赫兹三维层析成像系统及方法。

本发明通过下述技术方案实现：

第一方面提供太赫兹三维层析成像系统，包括：

被测物体，

载物移动旋转平台，上述被测物体置于载物移动旋转平台上，上述载物移动旋转平台用于带动被测物体移动与旋转，并将扫描后发散的波束聚焦至太赫兹收发模块中接收天线；

太赫兹波发射装置，用于产生太赫兹信号；

第一菲涅尔透镜，用于将上述太赫兹信号聚焦于被测物体上；

第二菲涅尔透镜，用于接收经过上述被测物体的太赫兹信号，并聚焦该太赫兹信号；

太赫兹波接收装置，用于接收上述第二菲涅尔透镜聚焦后的太赫兹信号；

数据采集装置，与上述太赫兹波接收装置通信连接；

处理器，与上述数据采集装置通信连接，用于融合多频段太赫兹信号，得到超宽带太赫兹信号，利用稀疏重建算法计算被测物体在超宽带太赫兹信号下连续频点的三维成像。

上述太赫兹波接收装置用于接收太赫兹信号，所述太赫兹信号包括被测物体的三维投影数据，被测物体置于载物移动旋转平台上，载物移动旋转平台带动被测物体旋转、移动，使太赫兹波接收装置接收到三维投影数据，上述数据采集装置与太赫兹波接收装置连接，用于接收太赫兹波接收装置接收太赫兹信号，上述处理器与数据采集装置连接，用于将多频段的太赫兹信号融合成超宽带太赫兹信号，第一菲涅尔透镜和第二菲涅尔透镜采用螺纹结构，可以有效消除宽带成像系统的色差，上述第一菲涅尔透镜和第二菲涅尔透镜采用双曲面型，可以有效消除宽带成像系统的球差，提高了三维成像的质量。

进一步的，上述太赫兹波发射装置包括若干辐射源和第一分束镜；

若干上述辐射源分别设置于第一分束镜的不同角度或高度，若干上述辐射源产生的太赫兹信号经第一分束镜的反射与透射传输至第一菲涅尔透镜。

进一步的，上述太赫兹波发射装置包括若干辐射源、第一极化线栅组和第一分束镜；