一種連續(xù)波太赫茲實(shí)時(shí)水印成像檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種成像檢測裝置，具體地涉及一種連續(xù)波太赫茲實(shí)時(shí)水印成像檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]太赫茲(THz)輻射是指振蕩頻率在0.1THz-lOTHz (ITHz = 1012Hz)的電磁波，此波段的電磁輻射具有很多獨(dú)特的性質(zhì):1) THz波對很多介電材料和非極性液體有很好的穿透性，因此太赫茲波可以對不透明物體進(jìn)行透視成像；2)THz波另一個(gè)顯著特點(diǎn)是它的安全性，它的光子能量很低，對生物體安全；3)THz波段還包含了豐富的光譜信息，具有良好的光譜分辨特性。因而太赫茲技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)、安全監(jiān)測等領(lǐng)域都有獨(dú)特的優(yōu)勢。
[0003]目前從輻射源考慮，THz成像技術(shù)可分為脈沖波THz成像和連續(xù)波THz成像兩大類。脈沖波THz時(shí)域光譜成像是研究最廣泛的THz成像技術(shù)，主要是利用超短脈沖激發(fā)產(chǎn)生THz脈沖，經(jīng)過時(shí)域到頻域的轉(zhuǎn)換得到樣品各種信息，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到THz圖像，此方法產(chǎn)生的THz功率低(微瓦級)、成像速度慢、數(shù)據(jù)處理繁瑣。連續(xù)波THz成像技術(shù)中，THz源可以采用量子級聯(lián)激光器，但是量子級聯(lián)激光器輸出頻率較高，且需要低溫運(yùn)行；還可以采用返波振蕩器，其優(yōu)點(diǎn)是輸出頻率可調(diào)，但其輸出頻率太低(< 1.5THz) ;co2激光抽運(yùn)連續(xù)波激光器也是產(chǎn)生連續(xù)波THz的輻射源，可以室溫工作，且輸出功率較高，可調(diào)頻率多，易于操作。從成像方法來考慮，THz成像技術(shù)可分為掃描成像和實(shí)時(shí)成像兩大類:掃描成像技術(shù)對樣品上各點(diǎn)逐次掃描，成像速度慢；而THz實(shí)時(shí)成像主要采用電光晶體，成像速度快、但成像面積小，檢測物體面積較大時(shí)需要對輻射光進(jìn)行擴(kuò)束。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有成像裝置中可測樣品成像面積較小、成像速度慢、數(shù)據(jù)處理繁瑣的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的太赫茲波實(shí)時(shí)水印成像檢測裝置。
[0005]本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的:
[0006]—種連續(xù)波太赫茲實(shí)時(shí)水印成像檢測裝置，其特征在于:該裝置包括連續(xù)波太赫茲輻射源(1)、準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)(2)、高阻硅片(3)、氬離子激光器(4)、第一離軸拋物面鏡(5)、第二離軸拋物面鏡出)、樣品臺(7)、第三離軸拋物面鏡(8)、太赫茲波探測器(9)和計(jì)算機(jī)
(10)；
[0007]所述太赫茲波源(1)依次連接準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)(2)、高阻硅片(3)、第一離軸拋物面鏡(5)、第二離軸拋物面鏡￠)、樣品臺(7)、第三離軸拋物面鏡(8)、太赫茲波探測器(9)和計(jì)算機(jī)(10)；
[0008]所述可調(diào)諧氬離子激光器⑷照射到高阻硅片(3)上。
[0009]所述的連續(xù)波太赫茲輻射源(1)為返波振蕩器、量子級聯(lián)激光器或co2激光抽運(yùn)連續(xù)波太赫茲輻射源。
[0010]所述的準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)(2)為開普勒型或伽利略型準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)。
[0011]所述的高阻娃片⑶厚度h = 400 μ m，半徑r = 25mm，電阻率10000 Ω cm。
[0012]所述的太赫茲波探測器(9)為焦平面陣列探測器，探測靈敏度高，實(shí)時(shí)性好。
[0013]所述的太赫茲波探測器(9)選用日本NEC公司的IRV-T0831C焦平面陣列相機(jī)。
[0014]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0015]a.對太赫茲波束進(jìn)行了二次擴(kuò)束，在樣品臺能夠?qū)γ娣e較大的物體進(jìn)行檢測；
[0016]b.利用可調(diào)諧氬離子激光是否照射到高阻硅片上，實(shí)現(xiàn)對檢測裝置的開、關(guān)控制，能夠?qū)︼@示圖像幀數(shù)進(jìn)行控制；
[0017]c.利用焦平面陣列探測器及其自帶軟件對圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)成像顯示，探測靈敏度高，實(shí)時(shí)性好；
[0018]d.本實(shí)用新型應(yīng)用的太赫茲波能量低，裝置使用安全，不會對人體造成任何輻射威脅，不存在放射性污染。
【附圖說明】
[0019]圖1本實(shí)用新型成像裝置結(jié)構(gòu)圖
[0020]圖2 (a) 5元人民幣水印成像圖
[0021]圖2(b) 20元人民幣水印成像圖
[0022]圖中，連續(xù)波太赫茲輻射源(1)、準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)(2)、高阻硅片(3)、氬離子激光器
(4)、第一離軸拋物面鏡(5)、第二離軸拋物面鏡(6)、樣品臺(7)、第三離軸拋物面鏡(8)、太赫茲波探測器(9)和計(jì)算機(jī)(10)
【具體實(shí)施方式】
[0023]如附圖所示，一種連續(xù)波太赫茲實(shí)時(shí)水印成像檢測裝置，包括連續(xù)波太赫茲輻射源(1)、準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)(2)、高阻硅片(3)、氬離子激光器(4)、第一離軸拋物面鏡(5)、第二離軸拋物面鏡(6)、樣品臺(7)、第三離軸拋物面鏡(8)、太赫茲波探測器(9)和計(jì)算機(jī)(10);
[0024]所述的連續(xù)波太赫茲輻射源(1)經(jīng)準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)(2)后被準(zhǔn)直擴(kuò)束，到達(dá)高阻硅片(3)，由氬離子激光器(4)是否照射到高阻硅片實(shí)現(xiàn)對檢測裝置的開、關(guān)控制，通過第一離軸拋物面鏡(5)和第二離軸拋物面鏡(6)進(jìn)行擴(kuò)束后照射到樣品臺(7)的待測含有樣品上，連續(xù)波太赫茲透過樣品后被第三離軸拋物面鏡(8)聚焦，再利用太赫茲波探測器(9)成像，并將成像數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)(10)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線處理與顯示。
[0025]所述的連續(xù)波太赫茲輻射源(1)為返波振蕩器、量子級聯(lián)激光器或co2激光抽運(yùn)連續(xù)波太赫茲輻射源。
[0026]所述的準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)(2)為開普勒型或伽利略型準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)。
[0027]實(shí)施例
[0028]選擇美國相干公司的SIFIR-50co2激光抽運(yùn)連續(xù)波太赫茲輻射源，調(diào)節(jié)頻率到2.52THzo設(shè)計(jì)的高阻硅厚度h = 400 μπι，高阻硅片的半徑為r = 25mm，高阻硅電阻率10000 Ω cm,可調(diào)諧氬離子激光器工作波長514nm，光束直徑0.75mm，功率2W。使相應(yīng)頻率的太赫茲波聚焦在預(yù)設(shè)的高阻硅中間位置。太赫茲波探測器(9)選用日本NEC公司的IRV-T0831C焦平面陣列相機(jī)，通過USB接口與計(jì)算機(jī)(10)相連，探測靈敏度高，實(shí)時(shí)性好。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種連續(xù)波太赫茲實(shí)時(shí)水印成像檢測裝置，其特征在于:該裝置包括連續(xù)波太赫茲輻射源(1)、準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)(2)、高阻硅片(3)、氬離子激光器(4)、第一離軸拋物面鏡(5)、第二離軸拋物面鏡￠)、樣品臺(7)、第三離軸拋物面鏡(8)、太赫茲波探測器(9)和計(jì)算機(jī)(10)； 所述太赫茲波源(1)依次連接準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)(2)、高阻硅片(3)、第一離軸拋物面鏡(5)、第二離軸拋物面鏡(6)、樣品臺(7)、第三離軸拋物面鏡(8)、太赫茲波探測器(9)和計(jì)算機(jī)(10); 所述氬離子激光器(4)照射到高阻硅片(3)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)波太赫茲實(shí)時(shí)水印成像檢測裝置，其特征在于:所述的連續(xù)波太赫茲輻射源(1)為返波振蕩器、量子級聯(lián)激光器或co2激光抽運(yùn)連續(xù)波太赫茲輻射源。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)波太赫茲實(shí)時(shí)水印成像檢測裝置，其特征在于:所述的準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)(2)為開普勒型或伽利略型準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)波太赫茲實(shí)時(shí)水印成像檢測裝置，其特征在于:所述的高阻娃片⑶厚度h = 400 μ m，半徑r = 25mm,電阻率10000 Ω cm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)波太赫茲實(shí)時(shí)水印成像檢測裝置，其特征在于:所述的太赫茲波探測器(9)為焦平面陣列探測器。6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種連續(xù)波太赫茲實(shí)時(shí)水印成像檢測裝置，其特征在于:所述的太赫茲波探測器(9)選用日本NEC公司的IRV-T0831C焦平面陣列相機(jī)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種連續(xù)波太赫茲實(shí)時(shí)水印成像檢測裝置，該裝置包括連續(xù)波太赫茲輻射源、準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)、高阻硅片、氬離子激光器、離軸拋物面鏡、樣品臺、太赫茲波探測器和計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型利用準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)將太赫茲波準(zhǔn)直為平行光束，并經(jīng)離軸拋物面鏡進(jìn)行二次擴(kuò)束，透過樣品后將其聚焦到太赫茲波探測器，通過計(jì)算機(jī)對圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)成像顯示，并且利用氬離子激光是否照射到高阻硅片上，實(shí)現(xiàn)對檢測裝置的開、關(guān)控制。本實(shí)用新型的連續(xù)波太赫茲實(shí)時(shí)水印成像檢測裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊，響應(yīng)速度快，開關(guān)方便，可以對水印進(jìn)行實(shí)時(shí)成像，具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。還可以對隱藏在報(bào)紙、織物、塑料等包裹物內(nèi)的金屬危險(xiǎn)品等物體進(jìn)行無損探測。
【IPC分類】G01N21/84, G07D7/12
【公開號】CN205038165
【申請?zhí)枴緾N201520721353
【發(fā)明人】申彥春, 趙國忠, 劉影
【申請人】首都師范大學(xué)
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年9月18日