2.52THz面阵透射成像系统改进及分辨率分析

太赫兹(THz)面阵成像具有成像速度快和像素多等特点,因此具有广阔的应用前景。成像系统的光路设计对成像质量具有很大影响。利用PyrocamⅢ热像仪作为面阵探测器,利用相干公司SIFIR-50连续太赫兹激光器作为成像光源,搭建太赫兹面阵实时成像系统,并通过多个离轴抛面镜和聚乙烯透镜对原有成像系统进行改进,以人民币水印、镂空金属板和分辨率板为目标进行实时面阵成像,获得了较为清晰的图像,通过与原有成像结果对比,验证了成像质量的提高,并通过分析成像结果对该成像系统的分辨率进行估计,该成像系统分辨率可以达到0.6 mm。     

隐藏物的连续太赫兹反射扫描成像实验

太赫兹成像的优势在于能够穿透大多数非金属、非极性物质进行隐藏物的探测,而且不会对生物体造成伤害。其中太赫兹反射成像具有更为广泛的应用空间。由于对常见包装品和衣物的穿透能力在太赫兹反射成像系统的评估中十分重要,故利用CO2抽运太赫兹激光器所搭建的2.52THz反射扫描成像系统对剃须刀、铅笔字、5角硬币、金属纪念币和星卡等多种物体进行了穿透力实验;以纸、纸质快递信封和实验服为遮挡物,进行了成像对比分析。实验结果表明,该成像装置可以穿透单层实验服或单层纸制信封对目标成反射像,最大插入损耗近42dB。     

基于光学设计软件的太赫兹面阵成像系统性能分析

太赫兹成像是太赫兹技术的重要发展方向,其中具备实时成像能力的面阵成像系统引起了广泛的研究兴趣。在成像系统的设计中需要尽可能地减小能量损耗,由于离轴抛物面镜具有较小的能量损耗,且便于系统设计,因此在太赫兹成像系统的设计中常被用到。但离轴抛物面镜的引入会带来一定的畸变以及装调困难。利用光学设计软件ZEMAX,对一种具有离轴抛物面镜的太赫兹面阵成像系统进行了成像性能分析,特别研究了接收部分中离轴抛物面镜装调误差对成像质量的影响。仿真结果表明,理想情况下,系统分辨率约为0.5 mm且网格畸变只有0.069%;该系统容许光学接收部分的离轴抛物面镜最大倾斜角1.1°,最大偏心距6.5 mm。     

2.52THz离轴数字全息成像和焦平面成像特性比较

利用已搭建的2.52THz焦平面成像装置和离轴数字全息装置,通过分辨率测量和水印及铅笔字成像,研究了焦平面成像和离轴数字全息成像这两种面阵成像的性能。实验证明,常规的焦平面成像由于太赫兹波长较长,很难获得较高的成像分辨率,且成像效果受放置位置的影响严重;太赫兹离轴数字全息成像可以提高成像分辨率,但成像物体大小受系统分辨率制约;焦平面成像较离轴面阵数字全息成像更适于大目标低分辨率成像。     

连续太赫兹反射扫描成像分辨率测量实验研究

图像空间分辨率是太赫兹(THz)成像系统的重要技术参数。为了测量系统的分辨率特性,仿照ISO12233标准制作了星形分辨率测试卡。通过对测试卡进行成像,将成像结果进行简单的处理即可获得系统在不同方向上对不同空间频率方波的响应曲线,从而测得系统的调制传递函数。利用自制的分辨率测试卡在已建立的THz点扫描反射成像系统上进行了实验研究,对系统的分辨率特性进行了测量及分析。最终测得该系统的分辨率为1.273 lp/mm,对应的线宽为0.393 mm,测量结果与刀口法所得结果较为一致。分析表明,利用星形分辨率测试卡能够方便地对系统的分辨率特性进行测量分析,直观、准确地得出系统的分辨率上限。     

太赫兹共焦扫描显微成像研究进展

随着太赫兹(THz)技术的发展,许多改善成像质量和拓展成像维度的方法不断应用到THz成像领域,其中有许多是借鉴了在其他波段已发展成熟的技术手段,这些技术与THz成像的结合,已成为当前研究的一个热点领域,THz共焦扫描显微成像技术即是其中之一。在介绍共焦扫描显微成像原理的基础上,阐述并分析比较了国内外THz共焦扫描显微成像技术的发展状况,这些研究展示了THz共焦扫描显微成像技术广阔的应用及发展前景。     

太赫兹计算机辅助层析成像发展近况

由于太赫兹波可穿透塑料、纸张、衣服等非金属、非极性物质,较X辐射具有较低的光子能量,且计算机辅助层析成像(CT)可获得物体内部结构信息,并可重构出物体的三维图像,因此太赫兹CT受到国际广泛关注。重点介绍了近年来太赫兹CT研究重点及具体状况,并分析了存在的问题和发展趋势。可为我国太赫兹CT技术的发展提供技术借鉴。     

太赫兹数字全息成像的研究进展

随着太赫兹成像技术的发展,人们对太赫兹成像系统的成像性能如分辨率、成像速率、成像维度等均提出了越来越高的要求。为了消除衍射对太赫兹成像的影响,提高太赫兹成像系统所能达到的性能指标,许多学者已针对太赫兹数字全息技术进行了研究。首先对太赫兹数字全息的基本原理进行了概述,阐述并分析了目前国内外有关太赫兹数字全息成像的研究进展,这些研究显示太赫兹数字全息技术在提高成像分辨率、扩展成像维度等方面具有很大的发展潜力,且具备实时成像的能力,具有十分广阔的应用及发展前景。     

采用非局部均值的连续太赫兹图像去噪处理

太赫兹辐射能够穿透大多数对可见光和近红外光不透明的物质。提高成像质量是成像系统的关键,尤其对探测器性能较低的面阵成像更为重要。通过数字图像处理方法改善成像质量是一条重要的解决途径。应用非局部均值(NLM)分别对真实的透射扫描、反射扫描和透射面阵、反射面阵的太赫兹图像进行了去噪处理,选取不同的控制参数进行了对比分析,同时对比了均值滤波处理结果。实验结果表明:非局部均值能够较好地去除连续太赫兹图像噪声、提高成像质量,对噪声严重的面阵成像去噪效果最明显。非局部均值去噪并保持边缘能力明显好于均值滤波。