连续太赫兹波成像技术的检测应用研究

论文摘要

太赫兹(Terahertz, THz)辐射(也称为T射线)通常指的是频率在0.1THz～10THz (波长在3mm～30μm)之间的电磁波,该波段在微波和红外之间,属于远红外和亚毫米波范畴。同X射线、可见光等电磁辐射一样,可作为物体成像的光源,其成像和光谱技术可以提供微波和X射线技术所不能提供的信息。THz波本身还具有瞬态性,宽带性,对非极性物质的强穿透性等性质,这些都使得其在生物学、医学、微电子学、农业、国防、航空等领域表现出了极大的应用潜力。随着半导体技术的发展,小型、相对快速,且易操作的便携式连续THz波成像系统终究会成为现实,并且会在诸多应用领域中显示其实用性。本论文主要是围绕连续THz波成像技术展开,从理论和实验的角度分析此技术的一些关键问题,更多地论证连续THz成像技术的应用性,为今后深入的研究和探索提供了一定的借鉴。该论文的主要工作有:一、对CW系统参数进行测量,主要包括最佳成像位置,系统分辨率。二、利用连续波成像系统对样品测量检测,并结合样品在THz范围的特性,对实验结果进行理论解释,从实验上论证连续THz波成像技术在安全检测方面的应用价值。三、对连续波系统产生的条纹的成因进行判断并提出消除办法。首先搭建双盒子的反射系统对条纹成因进行判断。从软件和硬件两个途径进行消除条纹的工作: 1.图象处理,采用理想带阻滤波器进行滤波;2.探测器后移。四、在现有的基础上对连续波系统作出改进,对系统所用程序进行完善,使原来只能保存文本文件,能够保存成图像文件,并对图像进行二值化,边缘检测等初步处理减少数据的后期处理工作。把原来的反射式成像系统转变为透射式扩大仪器的使用范围。五、利用连续波成像系统进行太赫兹共焦成像的工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 THz 辐射的基本介绍和应用
• 第一节 THz 波概述
• 第二节 THz 波成像技术概述
• 第三节 连续THz 波成像
• 3.1 连续THz 波产生
• 3.2 连续THz 波探测
• 3.3 连续THz 波成像
• 第二章 连续波成像系统
• 第一节 连续THz 波成像系统
• 第二节 系统参数的测量
• 2.1 最佳成像位置
• 2.2 系统分辨
• 第三节 连续THz 波成像系统检测
• 第三章 系统条纹成因分析与条纹消除
• 第一节 条纹成因分析判断
• 第二节 条纹消除
• 2.1 图象处理消除条纹
• 2.2 探测器后移消除条纹
• 第四章 系统改进
• 第一节 程序的完善
• 第二节 THz 连续波透射系统
• 2.1 系统介绍
• 2.2 实验结果及分析
• 第五章 太赫兹共焦成像
• 第一节 共焦成像
• 1.1 共焦显微镜简介
• 1.2 共焦显微镜原理
• 1.3 共焦显微镜的傅立叶分析
• 1.4 共焦显微镜的类型
• 第二节 THz 共焦成像
• 第六章 总结
• 参考文献
• 发表论文
• 致谢