[发明专利]用于太赫兹图像的高对比度、近实时采集的系统和方法

摘要

通过非线性光学过程(例如，利用近IR上变换光束的合频生成或差频生成)来对太赫兹图像光束进行上变换。经上变换的图像由近IR图像检测器所采集。该太赫兹图像光束和上变换光束包括多个皮秒脉冲序列。该太赫兹图像光束和该上变换光束的带宽和中心波长为使得可以采用波长滤波来准许经上变换的图像光束到达该检测器同时阻挡或基本上衰减该上变换光束。

主权项

1.一种用于采集对象的经上变换的太赫兹图像的方法，该方法包括：(a)用太赫兹成像光束来照射该对象，该太赫兹成像光束由在0.1THz与10THz之间的太赫兹频率、太赫兹带宽、太赫兹平均功率、太赫兹峰值功率、太赫兹脉冲持续时间以及脉冲重复率来表征；(b)收集该太赫兹成像光束的通过或围绕该对象透射或者从该对象反射或散射的至少一部分，并且引导此部分作为太赫兹图像光束透射通过非线性光学介质，其中，该太赫兹图像光束由在该非线性光学介质处的太赫兹图像光束尺寸来表征；(c)引导上变换光束传播通过该非线性光学介质，其中，该上变换光束在该非线性光学介质中至少部分地与该太赫兹图像光束在空间上相重叠，并且由上变换波长、上变换带宽、上变换平均功率、上变换峰值功率、脉冲率、以及在该非线性光学介质处的上变换光束尺寸来表征；(d)通过在该非线性光学介质中对该太赫兹图像光束与该上变换光束进行的非线性光学相互作用来对该太赫兹图像光束的至少一部分进行上变换，以形成由通过该太赫兹图像光束与该上变换光束之间的合频生成或差频生成而产生的一个或两个波长所表征的经上变换的图像光束；(e)使用图像检测器接收该经上变换的图像光束的至少一部分，并且用该图像检测器检测由该经上变换的图像光束在该图像检测器处形成的经上变换的图像；并且(f)使用图像滤波元件允许少于该上变换光束的108分之一部分到达该图像检测器，(g)其中，该脉冲重复率大于1MHz，该上变换波长在400nm与3500nm之间，该上变换带宽小于5nm，该上变换脉冲持续时间小于100ps。