【摘要】：太赫茲(Terahertz,簡稱THz)指頻率范圍在0.1~10 THz之間的電磁輻射,其波段位于微波與紅外線之間,可以作為物體成像的信號源。太赫茲波相比微波有更好的成像分辨率,又可以穿透許多在可見光波段不透明的物體,并且光子能量低對人體無害。本文主要搭建了一款面向教學(xué)實驗的太赫茲透射成像儀,工作頻率為0.3 THz,該成像儀選擇了較為簡單的結(jié)構(gòu),降低了調(diào)整維護的復(fù)雜性,使成像系統(tǒng)具有穩(wěn)定、成本低、易于推廣等優(yōu)點。論文的主要工作內(nèi)容有以下幾個方面。首先,考慮到太赫茲透射成像儀的使用需求與實驗環(huán)境,選擇合適的共軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu),設(shè)計了短焦距的太赫茲透鏡,并對電控平移臺的穩(wěn)定性進行前期測試。通過記錄初步搭建完成后的系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)參數(shù),設(shè)計出了成品的整體工程結(jié)構(gòu)。其次,詳細(xì)介紹了實驗組件,介紹了成像儀的運動控制和數(shù)據(jù)采集程序的工作流程與界面設(shè)計,研究了光路調(diào)整中光斑半徑的計算與太赫茲波準(zhǔn)直的原理,和太赫茲波準(zhǔn)直與聚焦的光束調(diào)整過程,搭建出了一套完整的太赫茲透射成像儀。最后,對成像的基本原理進行了分析,研究了影響成像質(zhì)量的四個關(guān)鍵因素:成像位置、成像掃描間隔、太赫茲源的輸出光強和探測器的放置位置,確定了系統(tǒng)合適的硬件參數(shù),實現(xiàn)對分辨率板、樹葉、隱藏的物體等樣品的高質(zhì)量成像,證明了該成像儀的應(yīng)用價值。
【圖文】：

ell 實驗室的 Hu 和 Nuss[18]搭建了第一個太赫茲二域光譜技術(shù)來成像，實驗測得了新鮮的和放置兩天張希成等人提出了太赫茲波計算機輔助成像技術(shù)，，譜儀結(jié)構(gòu)圖[19]。離軸拋物面鏡聚焦準(zhǔn)直后的太赫茲的光譜信息與斷層信息。

Zhang 等人在玻璃纖維板上覆蓋銅線，制成分辨率板進行透射成像，圖1-3 為利用頻域譜中六種頻率下的峰值振幅得到的成像圖[20]，可以明顯看出頻率越高，透射像圖的分辨率與對比度也越高，可以說太赫茲波的頻率對圖像的分辨率有著決定性作用。圖 1-3 分辨率測試樣本的太赫茲透射成像隨著科技的發(fā)展，太赫茲時域光譜成像儀逐漸往小型化、一體化發(fā)展，已有許多商業(yè)儀器研制出來，如立陶宛 EKSPLA 公司和日本 Advantest 公司所生產(chǎn)的太赫茲時域光譜儀，國內(nèi)的高校與企業(yè)也在積極研制太赫茲時域光譜儀。2012 年，大恒新紀(jì)元科技股份有限公司作為牽頭企業(yè)，聯(lián)合首都師范大學(xué)等 11 家單位，獲批“基于飛秒激光的太赫茲時域光譜儀開發(fā)”的國家重大科研儀器專項研究，2016 年初，收購了國際
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH74

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