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    一种 赫兹 进行 成像 方法 系统
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    摘要
    申请专利号:

    CN201110060492.X

    申请日:

    2011.03.14

    公开号:

    CN102192883A

    公开日:

    2011.09.21

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情: 未缴年费专利权终止IPC(主分类):G01N 21/21申请日:20110314授权公告日:20130403终止日期:20150314|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 21/21申请日:20110314|||公开
    IPC分类号: G01N21/21 主分类号: G01N21/21
    申请人: 首都师范大学
    发明人: 张亮亮; 钟华; 邓朝; 张存林
    地址: 100048 北京市海淀区西三环北路105号
    优先权:
    专利代理机构: 北京科龙寰宇知识产权代理有限责任公司 11139 代理人: 孙皓晨;张爱莲
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110060492.X

    授权公告号:

    |||102192883B||||||

    法律状态公告日:

    2016.05.11|||2013.04.03|||2011.11.23|||2011.09.21

    法律状态类型:

    专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种用太赫兹波进行成像的方法和系统。该方法包括:与物点相互作用后的入射太赫兹波穿过双折射材料,形成寻常太赫兹波和非常太赫兹波,其中,入射太赫兹波的偏振方向与双折射材料的光轴方向成45度角;检测寻常太赫兹波的峰值电场强度和非常太赫兹波的峰值电场强度,得到二者的强度差;将强度差作为与物点对应的像点的灰度。利用本发明的技术方案所成的像能反映出物体内部各点的取向情况。

    权利要求书

    1.一种用太赫兹波进行成像的方法,其特征在于,该方法包括:与物点相互作用后的入射太赫兹波穿过双折射材料,形成寻常太赫兹波和非常太赫兹波,其中,所述入射太赫兹波的偏振方向与所述双折射材料的光轴方向成45度角;检测所述寻常太赫兹波的峰值电场强度和非常太赫兹波的峰值电场强度,得到二者的强度差;将所述强度差作为与所述物点对应的像点的灰度。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述物点为物体上的物点;则与物点相互作用后的入射太赫兹波穿过双折射材料,形成寻常太赫兹波和非常太赫兹波,为:与所述物体上的每一个物点相互作用后的入射太赫兹波穿过双折射材料,形成与该物点对应的寻常太赫兹波和与该物点对应的非常太赫兹波;检测所述寻常太赫兹波的峰值电场强度和非常太赫兹波的峰值电场强度,得到二者的强度差,为:检测与每一个物点对应的寻常太赫兹波的峰值电场强度和与该物点对应的非常太赫兹波的峰值电场强度,得到与每一个物点对应的二者的强度差;将所述强度差作为与所述物点对应的像点的灰度,为:将与每一个物点对应的强度差作为与该物点对应的像点的灰度;该方法进一步包括:检测各物点在所述物体上的位置;排列像点得到像,使各像点在所述像上的位置与该像点对应的物点在所述物体上的位置具有对应关系。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,检测与每一个物点对应的寻常太赫兹波的峰值电场强度和与该物点对应的非常太赫兹波的峰值电场强度,为:逐个检测与每一个物点对应的寻常太赫兹波的峰值电场强度和与该物点对应的非常太赫兹波的峰值电场强度;或,同时检测与每一个物点对应的寻常太赫兹波的峰值电场强度和与该物点对应的非常太赫兹波的峰值电场强度。4.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,与所述物体上的每一个物点相互作用后的入射太赫兹波,为:与所述物体上的每一个物点相互作用后穿透所述物体的入射太赫兹波;或,与所述物体上的每一个物点相互作用后被所述物体反射出来的入射太赫兹波。5.根据权利要求1、2或3所述的方法,其特征在于,所述入射太赫兹波为线偏振的入射太赫兹波。6.一种用太赫兹波进行成像的系统,其特征在于,该系统包括:双折射材料、检测装置、像点确定装置,其中,所述双折射材料用于,使与物点作用后的入射太赫兹波穿过自身,形成寻常太赫兹波和非常太赫兹波,其中,所述入射太赫兹波的偏振方向与自身的光轴方向成45度角;所述检测装置用于,检测所述寻常太赫兹波的峰值电场强度和非常太赫兹波的峰值电场强度,得到二者的强度差;将所述强度差发送到所述像点确定装置;所述像点确定装置用于,将所述强度差作为与所述物点对应的像点的灰度。7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述物点为物体上的物点;该系统进一步包括位置检测与排列装置;所述双折射材料用于,使与所述物体上的每一个物点作用后的入射太赫兹波穿过自身,形成与该物点对应的寻常太赫兹波和与该物点对应的非常太赫兹波;所述检测装置用于,检测与每一个物点对应的寻常太赫兹波的峰值电场强度和与该物点对应的非常太赫兹波的峰值电场强度,得到与每一个物点对应的二者的强度差;所述像点确定装置用于,将与每一个物点对应的强度差作为与该物点对应的像点的灰度;所述位置检测与排列装置用于,检测各物点在所述物体上的位置;排列像点得到像,使各像点在所述像上的位置与该像点对应的物点在所述物体上的位置具有对应关系。8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述检测装置用于,逐个检测与每一个物点对应的寻常太赫兹波的峰值电场强度和与该物点对应的非常太赫兹波的峰值电场强度;或,同时检测与每一个物点对应的寻常太赫兹波的峰值电场强度和与该物点对应的非常太赫兹波的峰值电场强度。9.根据权利要求6、7或8所述的系统,其特征在于,所述双折射材料为具有双折射特性的材料。10.根据权利要求6、7或8所述的系统,其特征在于,所述双折射材料的厚度满足厚度条件,所述厚度条件为:所述寻常太赫兹波和非常太赫兹波在所述双折射材料中传输的光程差能够使所述检测装置将所述寻常太赫兹波的峰值电场强度和非常太赫兹波的峰值电场强度从时间上区分开来。

    说明书

    一种用太赫兹波进行成像的方法和系统

    技术领域

    本发明涉及成像领域,特别是涉及一种用太赫兹波进行成像的方法和系统。

    背景技术

    太赫兹波具有瞬态性、低能性和相干性等一系列独特的性质,在卫星通讯、无损检测以及军用雷达等方面具有重大的科学价值和广阔的应用前景。利用太赫兹波进行成像的技术是太赫兹波应用的一个重要领域,该技术已经广泛应用于安全检查、爆炸物识别以及航天飞船的燃料舱的无损检测等领域。

    现有的利用太赫兹波进行成像的技术,是根据由待成像物体的折射率所造成的太赫兹波传输时间的变化、或根据由待成像物体对太赫兹波的吸收或散射所造成的太赫兹波振幅的变化进行成像的,因而现有技术所成的像只能反映出物体对太赫兹波的折射率或吸收、散射情况,而无法反映出物体的取向特性,如果待成像物体是各向异性的,即太赫兹波在与该物体的不同物点作用后其传输时间或振幅变化不明显而只有偏振方向发生不同的微小变化的,则现有技术所成的各物点的像是基本相同的,这使得像的对比度较低,人们无法通过成像来获得物体内部各点的取向情况。

    发明内容

    本发明所要解决的技术问题是提供一种用太赫兹波进行成像的方法和系统,所成的像能反映出物体内部各点的取向情况。

    本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种用太赫兹波进行成像的方法,该方法包括:

    与物点相互作用后的入射太赫兹波穿过双折射材料,形成寻常太赫兹波和非常太赫兹波,其中,所述入射太赫兹波的偏振方向与所述双折射材料的光轴方向成45度角;

    检测所述寻常太赫兹波的峰值电场强度和非常太赫兹波的峰值电场强度,得到二者的强度差;

    将所述强度差作为与所述物点对应的像点的灰度。

    本发明的有益效果是:本发明利用双折射材料对于太赫兹波的双折射特性,将入射太赫兹波分成寻常太赫兹波和非常太赫兹波两束,由于入射太赫兹波的偏振方向与双折射材料的光轴方向成45度角,因而在入射太赫兹波不与物点作用即进入双折射材料的情况下,寻常太赫兹波和非常太赫兹波的峰值电场强度是相同的,这样,因与物点作用而使偏振方向发生变化的入射太赫兹波通过双折射材料后,分成的寻常太赫兹波和非常太赫兹波的峰值电场强度就都发生了变化,且变化趋势是相反的,二者的强度差与入射太赫兹波偏振方向的变化情况是一一对应的,因此,当物体上某些物点的取向情况与其他物点不同时,将强度差作为物体上的物点对应的像点的灰度,所得到的物体的像能反映出物体内部各点的取向情况。

    在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进:

    进一步,所述物点为物体上的物点;则

    与物点相互作用后的入射太赫兹波穿过双折射材料,形成寻常太赫兹波和非常太赫兹波,为:与所述物体上的每一个物点相互作用后的入射太赫兹波穿过双折射材料,形成与该物点对应的寻常太赫兹波和与该物点对应的非常太赫兹波;

    检测所述寻常太赫兹波的峰值电场强度和非常太赫兹波的峰值电场强度,得到二者的强度差,为:检测与每一个物点对应的寻常太赫兹波的峰值电场强度和与该物点对应的非常太赫兹波的峰值电场强度,得到与每一个物点对应的二者的强度差;

    将所述强度差作为与所述物点对应的像点的灰度,为:将与每一个物点对应的强度差作为与该物点对应的像点的灰度;

    该方法进一步包括:检测各物点在所述物体上的位置;排列像点得到像,使各像点在所述像上的位置与该像点对应的物点在所述物体上的位置具有对应关系。

    进一步,检测与每一个物点对应的寻常太赫兹波的峰值电场强度和与该物点对应的非常太赫兹波的峰值电场强度,为:

    逐个检测与每一个物点对应的寻常太赫兹波的峰值电场强度和与该物点对应的非常太赫兹波的峰值电场强度;

    或,

    同时检测与每一个物点对应的寻常太赫兹波的峰值电场强度和与该物点对应的非常太赫兹波的峰值电场强度。

    进一步,与所述物体上的每一个物点相互作用后的入射太赫兹波,为:

    与所述物体上的每一个物点相互作用后穿透所述物体的入射太赫兹波;

    或,

    与所述物体上的每一个物点相互作用后被所述物体反射出来的入射太赫兹波。

    进一步,所述入射太赫兹波为线偏振的入射太赫兹波。

    另外,本发明还提供了一种用太赫兹波进行成像的系统,该系统包括:双折射材料、检测装置、像点确定装置,其中,

    所述双折射材料用于,使与物点作用后的入射太赫兹波穿过自身,形成寻常太赫兹波和非常太赫兹波,其中,所述入射太赫兹波的偏振方向与自身的光轴方向成45度角;

    所述检测装置用于,检测所述寻常太赫兹波的峰值电场强度和非常太赫兹波的峰值电场强度,得到二者的强度差;将所述强度差发送到所述像点确定装置;

    所述像点确定装置用于,将所述强度差作为与所述物点对应的像点的灰度。

    进一步,所述物点为物体上的物点;该系统进一步包括位置检测与排列装置;

    所述双折射材料用于,使与所述物体上的每一个物点作用后的入射太赫兹波穿过自身,形成与该物点对应的寻常太赫兹波和与该物点对应的非常太赫兹波;

    所述检测装置用于,检测与每一个物点对应的寻常太赫兹波的峰值电场强度和与该物点对应的非常太赫兹波的峰值电场强度,得到与每一个物点对应的二者的强度差;

    所述像点确定装置用于,将与每一个物点对应的强度差作为与该物点对应的像点的灰度;

    所述位置检测与排列装置用于,检测各物点在所述物体上的位置;排列像点得到像,使各像点在所述像上的位置与该像点对应的物点在所述物体上的位置具有对应关系。

    进一步,所述检测装置用于,

    逐个检测与每一个物点对应的寻常太赫兹波的峰值电场强度和与该物点对应的非常太赫兹波的峰值电场强度;

    或,

    同时检测与每一个物点对应的寻常太赫兹波的峰值电场强度和与该物点对应的非常太赫兹波的峰值电场强度。

    进一步,所述双折射材料为具有双折射特性的材料。

    进一步,所述双折射材料的厚度满足厚度条件,所述厚度条件为:所述寻常太赫兹波和非常太赫兹波在所述双折射材料中传输的光程差能够使所述检测装置将所述寻常太赫兹波的峰值电场强度和非常太赫兹波的峰值电场强度从时间上区分开来。

    附图说明

    图1为本发明提供的用太赫兹波进行成像的方法流程图;

    图2为入射太赫兹波的电场强度振幅随时间变化的波形图;

    图3为未与物点作用且偏振方向与双折射材料光轴成45度角的入射太赫兹波分解成的寻常太赫兹波和非常太赫兹波的电场强度振幅随时间变化的波形图;

    图4为本发明提供的用太赫兹波进行成像的系统结构图;

    图5为利用太赫兹波成像的航天泡沫的实施例结构图;

    图6为利用现有技术测得的与航天泡沫作用后的太赫兹波的电场强度振幅随入射角度的变化情况图;

    图7为利用本发明测得的与航天泡沫作用后的太赫兹波的电场强度振幅随入射角度的变化情况图。

    具体实施方式

    以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。

    图1为本发明提供的用太赫兹波进行成像的方法流程图,图2为入射太赫兹波的电场强度振幅随时间变化的波形图,图3为未与物点作用且偏振方向与双折射材料光轴成45度角的入射太赫兹波分解成的寻常太赫兹波和非常太赫兹波的电场强度振幅随时间变化的波形图。如图1所示,该方法包括:

    步骤101:与物点相互作用后的入射太赫兹波穿过双折射材料,形成寻常太赫兹波和非常太赫兹波,其中,入射太赫兹波的偏振方向与双折射材料的光轴方向成45度角。

    这里,双折射材料是指这样一种材料,当太赫兹波入射到该材料中时会分解为两束太赫兹波,分别称为寻常太赫兹波和非常太赫兹波。一束入射太赫兹波入射到双折射材料中分解为寻常太赫兹波和非常太赫兹波的现象称为双折射现象。寻常太赫兹波和非常太赫兹波为偏振方向互相垂直的线偏振太赫兹波,由于双折射材料对它们的折射率不同,因此,寻常太赫兹波和非常太赫兹波在双折射材料中传播的光程是不同的,具有光程差。比较典型的双折射材料有方解石、石英等晶体。

    双折射材料都有光轴,该光轴具有如下特性:太赫兹波沿光轴方向传播时,不会产生双折射现象,而沿其他方向传播时,都会产生双折射现象。因此,在入射太赫兹波的偏振方向与双折射材料的光轴方向成45度角的情况下,入射太赫兹波进入双折射材料后,必然分解为寻常太赫兹波和非常太赫兹波,且由于45度角的特殊性,使得入射太赫兹波如果没有与物点发生作用即进入双折射材料,分解成的寻常太赫兹波和非常太赫兹波的峰值电场强度是相同的。

    寻常太赫兹波和非常太赫兹波均为线偏振太赫兹波,即在太赫兹波的传播方向上,太赫兹波矢量只沿一个固定的方向振动,其矢量端点的轨迹为一直线。

    如图2所示,入射太赫兹波的电场强度振幅随时间变化,在标注为1的位置有一个峰值电场强度,其强度大小约为4个单位。该入射太赫兹波不与物点发生作用,直接入射到双折射材料中,由于入射太赫兹波的偏振方向与双折射材料的光轴方向成45度角,因此,该入射太赫兹波分解为寻常太赫兹波和非常太赫兹波,在双折射材料的厚度足够大的情况下,在时间上可将寻常太赫兹波和非常太赫兹波的峰值电场强度区分开来,如图3所示,二者的峰值电场强度分别标号为e1和e2,由于入射太赫兹波未与物点相互作用,因此,入射太赫兹波的偏振方向并未发生变化,分解成的寻常太赫兹波和非常太赫兹波的峰值电场强度是相等的,大小均为约2个单位。

    步骤102:检测寻常太赫兹波的峰值电场强度和非常太赫兹波的峰值电场强度,得到二者的强度差。

    这里,如图3所示,寻常太赫兹波和非常太赫兹波的电场强度振幅是时变的,而且是混合在一起的,只能通过检测二者的峰值电场强度,才能准确对寻常太赫兹波和非常太赫兹波加以区分。而且,由于寻常太赫兹波和非常太赫兹波的峰值电场强度比其他时刻的电场强度大,因此,利用二者的峰值电场强度来确定像点,可以提高本发明的成像精度。

    检测太赫兹波的电场强度的方法,可以为间接检测,例如,使一束激光与太赫兹波都穿过同一块碲化锌(ZnTe)晶体,这样,太赫兹波的电场能够改变ZnTe晶体的折射率椭球,并且改变的程度与太赫兹波的电场强度成正比,而ZnTe晶体的折射率椭球的改变,对穿过晶体的激光的偏振态有直接的影响,利用四分之一波片和渥拉斯顿棱镜可将穿过晶体的激光分为水平偏振激光和竖直偏振激光这两束激光,利用差分探测器检测出这两束激光的强度,即可通过激光偏振态与ZnTe晶体折射率椭球的关系,确定出太赫兹波的电场强度。

    当然,也可以采用其他方法来检测太赫兹波的电场强度。

    如图3所示,检测出寻常太赫兹波和非常太赫兹波的电场强度之后,分辨出二者的峰值电场强度,将其进行相减,即可获得二者的强度差。其中,可以用寻常太赫兹波的峰值电场强度减去非常太赫兹波的峰值电场强度,得到强度差,也可以由非常太赫兹波的峰值电场强度减去寻常太赫兹波的峰值电场强度,得到强度差。

    步骤103:将强度差作为与物点对应的像点的灰度。

    这里,由于步骤101中与不同取向的物点作用后的入射太赫兹波的偏振方向有一定差别,该差别与步骤102中得到的寻常太赫兹波的峰值电场强度与非常太赫兹波的峰值电场强度的强度差有确定的关系,因此,本步骤中,将强度差作为与物点对应的像点的灰度,所成的像能反映出物体内部各物点的取向情况。

    本步骤中,也可以将步骤102获得的强度差进行放大或缩小,将放大或缩小后的强度差作为与物点对应的像点的灰度,这样可以防止发生强度差过小或过大所造成的图像不清晰的问题。

    由此可见,本发明利用双折射材料对于太赫兹波的双折射特性,将入射太赫兹波分成寻常太赫兹波和非常太赫兹波两束,由于入射太赫兹波的偏振方向与双折射材料的光轴方向成45度角,因而在入射太赫兹波不与物点作用即进入双折射材料的情况下,寻常太赫兹波和非常太赫兹波的峰值电场强度是相同的,这样,因与物点作用而使偏振方向发生变化的入射太赫兹波通过双折射材料后,分成的寻常太赫兹波和非常太赫兹波的峰值电场强度就都发生了变化,且变化趋势是相反的,二者的强度差与入射太赫兹波偏振方向的变化情况是一一对应的,因此,在物体上某些物点的取向情况与其他物点不同时,将强度差作为物体上的物点对应的像点的灰度,所得到的物体的像能反映出物体内部各点的取向情况。

    由于本发明可在入射太赫兹波与物点发生作用后偏振方向发生微小变化的情况下使像点反映出物点的取向,因此,相对于现有技术在物体对太赫兹波具有低吸收、低散射特性以及物体各向异性的情况下所成的像不能反映物体结构的现状,本发明能够在这些情况下得到反映物体结构的对比度比较高的像。

    本发明中,步骤101所述的物点为物体上的物点;这样,

    步骤101中,与物点相互作用后的入射太赫兹波穿过双折射材料,形成寻常太赫兹波和非常太赫兹波,为:与物体上的每一个物点相互作用后的入射太赫兹波穿过双折射材料,形成与该物点对应的寻常太赫兹波和与该物点对应的非常太赫兹波;

    步骤102中,检测寻常太赫兹波的峰值电场强度和非常太赫兹波的峰值电场强度,得到二者的强度差,为:检测与每一个物点对应的寻常太赫兹波的峰值电场强度和与该物点对应的非常太赫兹波的峰值电场强度,得到与每一个物点对应的二者的强度差;

    步骤102中,将强度差作为与物点对应的像点的灰度,为:将与每一个物点对应的强度差作为与该物点对应的像点的灰度;

    并且该方法进一步包括:检测各物点在物体上的位置;排列像点得到像,使各像点在像上的位置与该像点对应的物点在物体上的位置具有对应关系。这种对应关系意味着,每一个像点在像上与其他像点之间的相对位置关系,与该像点对应的物点在物体上与其他物点之间的相对位置关系是相同的,唯一可能存在的区别在于,各像点之间的距离与相应物点之间的距离相比,有一定的等比例放大或缩小,当然,各像点之间的距离与相应物点之间的距离也可以相同。

    这里,可以通过对物体上的各物点分别进行图1所述的成像过程,得到与各物点对应的像点,并且通过检测各物点在物体上的位置,可将这些像点排列形成像,每个像点在像上的位置与该像点对应的物点在物体上的位置具有对应关系,这样,利用扫描技术,就使得整个像与物体有了对应关系。

    上述检测与每一个物点对应的寻常太赫兹波的峰值电场强度和与该物点对应的非常太赫兹波的峰值电场强度,可以为:逐个检测与每一个物点对应的寻常太赫兹波的峰值电场强度和与该物点对应的非常太赫兹波的峰值电场强度,这是一种逐点扫描成像的方式,也可以为:同时检测与每一个物点对应的寻常太赫兹波的峰值电场强度和与该物点对应的非常太赫兹波的峰值电场强度,这是一种整体扫描成像的方式。

    另外,步骤101中所述的与物体上的每一个物点相互作用后的入射太赫兹波,可以为:与物体上的每一个物点相互作用后穿透物体的入射太赫兹波,这样,本发明所述的成像方式是一种利用透射物体后的太赫兹波进行成像的技术,也可以为:与物体上的每一个物点相互作用后被物体反射出来的入射太赫兹波,这样,本发明所述的成像方式就是一种利用被物体反射后的太赫兹波进行成像的技术。

    步骤101中所述的入射太赫兹波,可以为线偏振的入射太赫兹波。

    图4为本发明提供的用太赫兹波进行成像的系统结构图。如图4所示,该系统包括:双折射材料401、检测装置402、像点确定装置403,其中,

    双折射材料401用于,使与物点作用后的入射太赫兹波穿过自身,形成寻常太赫兹波T1和非常太赫兹波T2,其中,入射太赫兹波的偏振方向与自身的光轴方向成45度角;

    检测装置402用于,检测寻常太赫兹波T1的峰值电场强度和非常太赫兹波T2的峰值电场强度,得到二者的强度差;将强度差发送到像点确定装置403;

    像点确定装置403用于,将强度差作为与物点对应的像点的灰度。

    本发明中提供的双折射材料401的光轴方向与入射太赫兹波的偏振方向成45度角,可将入射太赫兹波分解为寻常太赫兹波和非常太赫兹波两束太赫兹波,在入射太赫兹波不与物点发生作用的情况下,这两束太赫兹波的峰值电场强度是相等的。

    由于寻常太赫兹波和非常太赫兹波在双折射材料401中的折射率不同,因而两束太赫兹波在双折射材料401中传播的光程也有所不同,二者存在光程差,这使得两束太赫兹波的峰值电场强度在时间上有先后顺序,可以利用检测装置402将这两束太赫兹波的峰值电场强度检测出来,从而获得二者的强度差。在入射太赫兹波不与物点发生作用的情况下,两个峰值电场强度相等,因而强度差为零;当入射太赫兹波先与物点发生作用再进入双折射材料401时,强度差不为零,像点确定装置403将该强度差作为与物点对应的像点的灰度,就可以使不同取向的物点对应不同灰度的像点,从而使本发明所成的像能反映出物体内部各点的取向情况。

    当然,像点确定装置403也可以将放大或缩小的强度差作为与物点对应的像点的灰度,从而防止出现像比较模糊的情况。

    该系统中,双折射材料401的厚度需要满足厚度条件,厚度条件为:寻常太赫兹波和非常太赫兹波在双折射材料401中传输的光程差能够使检测装置将寻常太赫兹波的峰值电场强度和非常太赫兹波的峰值电场强度从时间上区分开来。只有使双折射材料401满足厚度条件,才能使检测装置402从时间上将寻常太赫兹波的峰值电场强度和非常太赫兹波的峰值电场强度区分开来,进而也才能使检测装置402获得二者的强度差。例如,如果双折射材料为石英晶体,可将其厚度设置为4毫米,这样,入射太赫兹波穿过石英晶体后分解成的寻常太赫兹波和非常太赫兹波的光程差能够使检测装置402将二者的峰值电场强度从时域区分开来。

    该系统中,与入射太赫兹波作用的物点为物体上的物点;同时,该系统进一步包括位置检测与排列装置;这样,

    双折射材料401用于,使与该物体上的每一个物点相互作用后的入射太赫兹波穿过自身,形成与该物点对应的寻常太赫兹波和与该物点对应的非常太赫兹波;

    检测装置402用于,检测与每一个物点对应的寻常太赫兹波的峰值电场强度和与该物点对应的非常太赫兹波的峰值电场强度,得到与每一个物点对应的二者的强度差;

    像点确定装置403用于,将与每一个物点对应的强度差作为与该物点对应的像点的灰度;

    位置检测与排列装置用于,检测各物点在物体上的位置;排列像点得到像,使各像点在像上的位置与该像点对应的物点在物体上的位置具有对应关系。

    这样,可以通过扫描方式,获得与物体上每一个物点对应的像点,并根据各物点在物体上的位置对像点进行排列形成像,从而使像与物体具有对应关系。

    该系统中的检测装置402可以采用逐点扫描方式对物体上的物点进行扫描,即检测装置402用于,逐个检测与每一个物点对应的寻常太赫兹波的峰值电场强度和与该物点对应的非常太赫兹波的峰值电场强度。

    检测装置402也可以采用面整体扫描的方式,即同时检测与每一个物点对应的寻常太赫兹波的峰值电场强度和与该物点对应的非常太赫兹波的峰值电场强度。

    该系统中的双折射材料401为具有双折射特性的材料,如石英晶体、方解石晶体等。

    图5为利用太赫兹波成像的航天泡沫的实施例结构图。如图5所示,对贴合在一起的航天泡沫1和航天泡沫2进行成像,二者的纤维取向不同,航天泡沫1的纤维取向为向下的,航天泡沫2的纤维取向为向右的,这样,二者贴合在一起所形成的新的待成像物体内部就有两种纤维取向,入射太赫兹波的传播方向为垂直于纸面向内,当然,入射太赫兹波的传播方向也可以为其他方向。

    在利用现有技术对图5所示的航天泡沫进行成像时,与航天泡沫作用后的太赫兹波的电场强度振幅随入射角度的变化情况如图6所示,在0-360度的角度范围内,太赫兹波的电场强度振幅是没有规律的,这与图5中的航天泡沫的纤维取向不同有关,由于纤维取向不同,太赫兹波在与不同面上的物点作用后,偏振方向的变化程度也是不同的,而现有技术只能得到太赫兹波的振幅,无法反映出偏振方向的这种区别,但图5中的航天泡沫1和航天泡沫2上的各物点对太赫兹波的吸收、散射作用相差不多,因此,最终测得的电场强度振幅随角度的变化情况只能如图6所示,在240单位至320单位之间无规律地涨落。这样,利用现有技术对图5所示的航天泡沫进行成像,其中的航天泡沫1和航天泡沫2是无法分辨开来的。

    利用本发明对图5所示的航天泡沫进行成像时,与航天泡沫作用后的太赫兹波的电场强度振幅随入射角度的变化情况如图7所示,入射太赫兹波的电场强度振幅随角度有规律地变化,在90度和270度两处可以达到峰值,这是因为,利用本发明可以反映出航天泡沫内部各点的取向情况,这意味着,由于航天泡沫1的纤维取向1为向下的,而航天泡沫2的纤维取向2为向右的,即图5所示的航天泡沫有两种纤维取向,因此,入射太赫兹波与该航天泡沫作用后,电场强度振幅随角度变化有两个峰值。这样,利用本发明对图5所示的航天泡沫进行成像,航天泡沫1和航天泡沫2的灰度是完全不同的,像的对比度足够将航天泡沫1和航天泡沫2区分开来。

    由此可见,本发明具有以下优点:

    (1)本发明利用双折射材料对于太赫兹波的双折射特性,将入射太赫兹波分成寻常太赫兹波和非常太赫兹波两束,由于入射太赫兹波的偏振方向与双折射材料的光轴方向成45度角,因而在入射太赫兹波不与物点作用即进入双折射材料的情况下,寻常太赫兹波和非常太赫兹波的峰值电场强度是相同的,这样,因与物点作用而使偏振方向发生变化的入射太赫兹波通过双折射材料后,分成的寻常太赫兹波和非常太赫兹波的峰值电场强度就都发生了变化,且变化趋势是相反的,二者的强度差与入射太赫兹波偏振方向的变化情况是一一对应的,因此,在物体上各物点的取向情况不同时,将强度差作为物体上的物点对应的像点的灰度,所得到的物体的像能反映出物体内部各点的取向情况。

    (2)由于本发明可在入射太赫兹波与物点发生作用后偏振方向发生微小变化的情况下使像点反映出物点的取向,因此,相对于现有技术在物体对太赫兹波具有低吸收、低散射特性以及物体各向异性的情况下所成的像不能反映物体结构的现状,本发明能够在这些情况下得到反映物体结构的对比度比较高的像。

    (3)本发明中,由于通过检测寻常太赫兹波和非常太赫兹波的峰值电场强度来确定像点,因此,本发明可以提高成像精度。

    (4)由于本发明可在入射太赫兹波与物点发生作用后偏振方向发生微小变化的情况下使像点反映出物点的取向,因此,相对于现有技术在物体对太赫兹波具有低吸收、低散射特性以及物体各向异性的情况下所成的像不能反映物体结构的现状,本发明能够在这些情况下得到反映物体结构的对比度比较高的像。

    以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的?;し段е?。

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