【摘要】：太赫茲(Terahertz,簡(jiǎn)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(hào)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(jiàn)光波段不透明的物體,并且光子能量低對(duì)人體無(wú)害。本文主要搭建了一款面向教學(xué)實(shí)驗(yàn)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(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),降低了調(diào)整維護(hù)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(diǎn)。論文的主要工作內(nèi)容有以下幾個(gè)方面。首先,考慮到太赫茲透射成像儀的使用需求與實(shí)驗(yàn)環(huán)境,選擇合適的共軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了短焦距的太赫茲透鏡,并對(duì)電控平移臺(tái)的穩(wěn)定性進(jìn)行前期測(cè)試。通過(guò)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(jì)出了成品的整體工程結(jié)構(gòu)。其次,詳細(xì)介紹了實(shí)驗(yàn)組件,介紹了成像儀的運(yùn)動(dòng)控制和數(shù)據(jù)采集程序的工作流程與界面設(shè)計(jì),研究了光路調(diào)整中光斑半徑的計(jì)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(guò)程,搭建出了一套完整的太赫茲透射成像儀。最后,對(duì)成像的基本原理進(jìn)行了分析,研究了影響成像質(zhì)量的四個(gè)關(guān)鍵因素:成像位置、成像掃描間隔、太赫茲源的輸出光強(qiáng)和探測(cè)器的放置位置,確定了系統(tǒng)合適的硬件參數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)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(jià)值。
【圖文】：

ell 實(shí)驗(yàn)室的 Hu 和 Nuss[18]搭建了第一個(gè)太赫茲二域光譜技術(shù)來(lái)成像，實(shí)驗(yàn)測(cè)得了新鮮的和放置兩天張希成等人提出了太赫茲波計(jì)算機(jī)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(jìn)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(duì)比度也越高，可以說(shuō)太赫茲波的頻率對(duì)圖像的分辨率有著決定性作用。圖 1-3 分辨率測(cè)試樣本的太赫茲透射成像隨著科技的發(fā)展，太赫茲時(shí)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(lái)，如立陶宛 EKSPLA 公司和日本 Advantest 公司所生產(chǎn)的太赫茲時(shí)域光譜儀，國(guó)內(nèi)的高校與企業(yè)也在積極研制太赫茲時(shí)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(shí)域光譜儀開發(fā)”的國(guó)家重大科研儀器專項(xiàng)研究，2016 年初，收購(gòu)了國(guó)際
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH74

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