[发明专利]一种基于立体相位光栅和孔径分割技术的THz光谱成像仪

摘要

本发明公开了一种基于立体相位光栅和孔径分割技术的THz光谱成像仪，所述THz光谱成像仪由前置镜、前置视场光阑、前置准直镜、立体相位光栅、后置会聚镜、后置视场光阑、后置准直镜、子孔径成像镜、探测器、探测器控制处理系统和控制采集处理计算机组成。所述探测器以孔径分割方式同时获取目标场景被立体相位光栅N个元胞所衍射的N个零级衍射光的光强信息，依据立体相位光栅的N个元胞所对应的N个光程差，获得N组光程差与光强的对应关系数据，通过傅里叶变换，实时获取目标的THz谱和像，适用于THz光谱检测、分析等相关领域。

主权项

一种基于立体相位光栅和孔径分割技术的THz光谱成像仪，包括由N个元胞构成的太赫兹立体相位光栅(4)，以及依据光路传输依次排列的前置镜(1)、探测器(9)，所述探测器(9)还依次连接有探测器控制处理系统(10)和控制采集处理计算机(11)，其特征在于：所述的THz光谱成像仪依据光路传输依次排列的前置镜(1)、前置视场光阑(2)、前置准直镜(3)、立体相位光栅(4)、后置会聚镜(5)、后置视场光阑(6)、后置准直镜(7)、子孔径会聚镜(8)、探测器(9)，所述探测器(9)依次连接有探测器控制处理系统(10)和控制采集处理计算机(11)；所述前置准直镜(3)、立体相位光栅(4)、后置会聚镜(5)、后置视场光阑(6)、后置准直镜(7)、子孔径会聚镜(8)组成孔径分割THz光谱成像光学系统；所述前置镜(1)的焦面与前置准直镜(3)的前焦面重合；所述前置视场光阑(2)是方形，位于前置镜(1)的焦面，其尺寸与视场和探测器(9)的面积相匹配；所述后置准直镜(5)的焦面与后置准直镜(7)的前焦面重合；所述后置视场光阑(6)是圆形，位于前置镜(5)的焦面，其开孔大小仅允许光栅的零级衍射光通过；所述探测器(9)以孔径分割方式同时获取目标场景被立体相位光栅(4)N个元胞所衍射的N个零级衍射光的光强信息，N为正整数，N的取值满足：N≥4hmaxσmaxcos(α)]]>式中：上述hmax为立体相位光栅(4)的最大槽深，α表示太赫兹波在立体相位光栅表面的入射角α为光线入射角，σmax表示所用太赫兹波段的最大波数；所述探测器控制处理系统(10)对探测器(9)采集的N个信号进行并行处理，同时提取其强度信息；所述控制采集计算机(11)对N个强度和对应的光程差数据构成的傅里叶变换对进行傅里叶变换，即可获取目标的THz光谱，将THz光谱叠加可以获得目标的THz图像。