脉冲太赫兹成像实验研究

论文摘要

太赫兹(THz)成像是新兴的一种成像技术。它用太赫兹波进行成像,具有一些太赫兹波的显著特点。太赫兹能穿透大多数非极性材料(塑料、陶瓷、纸张、衣物等),而且炸药、毒品、病毒等危险品在太赫兹波段都存在各自特有的吸收峰。因此,太赫兹成像可以进行穿透成像,并且可以有效地识别危险品。太赫兹成像技术在很多基础研究、工业应用、医学、军事等领域存在广阔的应用前景。人们预期太赫兹成像技术将对整个世界产生深远的影响。本文对太赫兹产生及探测方法做了简要的总结。利用英国Teraview公司的TPS 1000型太赫兹时域光谱系统完成了多种样品的扫描成像。用多种方法产生太赫兹并进行比较,选取双色场电离空气作为成像的太赫兹源。从理论和实验的角度对太赫兹成像实施方案和成像系统进行了深入的研究。介绍了脉冲太赫兹成像系统的搭建和优化过程,并展示了部分成像结果。解决了太赫兹准确缩束较难的问题,使单位面积的太赫兹强度加强。实验中用太赫兹图像减去背景图像,减少了杂散光的影响。并对静止及运动的物体进行成像,验证了太赫兹可用于安检等实用领域的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 太赫兹概述
• 1.1.1 太赫兹的性质
• 1.1.2 太赫兹研究近况
• 1.1.3 太赫兹技术面临的困难
• 1.2 太赫兹成像概述
• 1.2.1 太赫兹成像的研究背景
• 1.2.2 太赫兹成像的研究进展
• 1.3 本文主要内容
• 第二章 太赫兹产生探测原理
• 2.1 太赫兹的产生原理
• 2.1.1 光电导天线
• 2.1.2 光整流
• 2.1.3 双色场电离空气
• 2.2 太赫兹的探测原理
• 2.2.1 泵浦探测技术
• 2.2.2 光电导取样
• 2.2.3 电光采样
• 2.2.4 探测模式
• 第三章 太赫兹成像原理
• 3.1 太赫兹扫描成像原理
• 3.2 自由空间二维成像原理
• 3.2.1 图像的信噪比
• 3.2.2 动态减少技术
• 3.3 近场成像原理
• 第四章 太赫兹成像实验
• 4.1 太赫兹扫描成像
• 4.1.1 仪器介绍
• 4.1.2 透射式扫描成像
• 4.1.3 反射式扫描成像
• 4.2 太赫兹实时成像
• 4.2.1 实验设备介绍
• 4.2.2 太赫兹源选择
• 4.2.3 实验光路及优化
• 4.2.4 实时成像结果
• 4.3 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果