太赫兹技术应用进展

近年来太赫兹技术的高速发展为太赫兹技术应用提供了基础。太赫兹以其高频率高穿透性以及低光子能量等优势,在多个领域受到了重点关注,并在多个具体的应用方向上实现了初步的探索。着重讨论用于高速率高带宽通信的太赫兹无线通信技术、用于生物化学物质检测研究以及用于医学领域的太赫兹光谱成像技术、用于无损探测系统的光谱成像以及谱分析技术、用于安全检查领域的太赫兹人体成像技术等太赫兹技术应用领域的进展,并对应用中存在的挑战进行了简要总结。     

太赫兹逐点扫描计算机成像算法

利用本校率先在国内建立起的一套具有较高应用价值的透射式逐点扫描太赫兹（THz）辐射成像装置可以获得成像物体上每一点的光谱数据。每一点的光谱数据对应一个文本文件,这些数据虽具备物理含义,但本身不具备图像数据的特征。根据太赫兹振幅成像的实际物理意义,提出了一种根据成像物体上每一点的光谱数据,在计算机上构造太赫兹振幅图像的算法。实验证明,该算法取得理想的效果,对THz成像技术和THz光谱分析的研究具有一定的意义。     

太赫兹科学技术的综述

太赫兹技术是一项极其重要的技术,其电磁波段的开发和利用具有重大的科学意义和潜在的应用价值.本文综述了太赫兹技术的研究和发展,介绍了太赫兹波的独特性质,太赫兹产生和检测的方法,概述了太赫兹技术在生物医学、反恐安检、无损探测、天文大气以及无线通信等领域的应用和进展.     

太赫兹波科学与技术

太赫兹波是一个非常有科学价值但尚未被完全认识和利用的电磁辐射区域，它在成像、医学诊断、安全检查、信息通信、空间天文学乃至军事等领域都有着广阔的应用前景。从总体上介绍了太赫兹波的独特性质、应用领域，阐述了太赫兹波的产生、太赫兹波探测的机理和方法，并简单讨论了太赫兹技术的发展前景：被誉为21世纪影响人类未来的十大技术之一的太赫兹波科学技术，将会在未来的数十年间逐渐成熟并得到广泛的应用。     

基于太赫兹的危险品智能识别系统

基于太赫兹线性扫描成像和深度学习技术,实现包裹危险品实时智能识别。采用太赫兹线性扫描成像技术,穿透包裹、衣物、信封等物品,探测隐匿的塑胶凶器、塑胶炸弹、流体炸药和易燃易爆液体等危险品,形成太赫兹图像。对太赫兹图像采用基于深度学习的目标检测方法,实现危险品检测识别。实验结果表明,该系统对危险品成像,能显现X射线扫描仪不易探测的危险品,能自动识别,精度高、实时性好。该系统是一种成像质量好、识别精度高、实时性好的包裹危险品智能识别系统。     

太赫兹时域光谱技术在涂层检测中的研究进展

涂层结构具有美观、隔热和耐腐蚀等优点,被广泛应用于航空航天、汽车船舶制造和制药等领域。但在涂层制备和服役过程中会不可避免地出现气泡和裂纹等缺陷,且涂层厚度和均匀性会直接影响涂层寿命,因此对涂层结构的检测显得十分重要。与常规无损检测技术相比,太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术非接触性好、抗干扰性强,适用于涂层结构快速无损检测。首先,简要地介绍了太赫兹波、太赫兹时域光谱技术和典型的太赫兹时域光谱系统;然后,详细地阐述了太赫兹时域光谱技术在光学参量、厚度和微结构检测方面的国内外研究进展,特别是太赫兹波在汽车船舶、航空航天和生物制药方向的厚度检测与成像;最后,分析了涂层结构无损检测的现状,对现有的太赫兹波检测涂层存在的问题进行了总结,并对其未来的发展进行了讨论和展望。     

基于LabVIEW的太赫兹二维扫描成像系统设计

采用LabVIEW语言设计的透射式单频太赫兹二维扫描成像系统,选择基频为140 GHz的太赫兹源发射连续的太赫兹波,调用平移台驱动器和锁相放大器的LabVIEW功能函数,实现了待成像样品的逐点二维移动和太赫兹信号的幅值数据读取,对样品位置及其对应的幅值信息进行图像重构与灰度处理,完成了太赫兹二维快速扫描成像的设计。使用基频140 GHz和3倍频420 GHz作为太赫兹成像源,对网孔钢板和十字板两个样品进行成像实验,验证了所设计本系统的成像效果的有效性和可行性。实验结果表明:420 GHz辐射源的成像分辨率高,成像分辨率主要与样品的扫描步进和太赫兹源波长有关。     

太赫兹通信智能抗干扰技术研究

太赫兹通信是一种新型无线通信技术,具有通信速率高、抗干扰、抗截获等优势,在国防和军事领域具有广阔的发展潜力。随着现代战争逐渐向智能化方向发展,战场电磁环境愈发复杂,智能化干扰技术种类繁多且层出不穷,给太赫兹通信的实际应用带来了严峻挑战,迫切需要相应的智能化抗干扰技术来加以应对。本文针对太赫兹通信中的信息发送端和接收端,讨论了自适应波形设计、智能信号检测技术的抗干扰原理与实现过程,最后对太赫兹通信智能抗干扰技术进行了总结与展望。     

空间欠采样太赫兹时域光谱成像方法

文章针对传统太赫兹时域光谱成像技术存在的扫描时间长以及数据存储量大等问题,提出了一种基于压缩感知理论的空间欠采样太赫兹时域光谱成像方法。首先通过扫描电机获得目标非等间隔欠采样信号,然后利用压缩感知方法来重构缺失像素点的太赫兹信息。实验结果显示,当压缩比为0.5时,所重构的太赫兹信号与全采样条件下的信号相关性可达99.95%。通过对压缩重建图像的显示分析,时域图像中的缓变区域和频谱成像中的低频信号恢复效果较好。该方法为快速太赫兹光谱成像提供了一种有效的技术手段。     

超分辨率重建技术及其在太赫兹图像中的应用

超分辨率重建就是通过相应的算法,重建图像截止频率之外的细节信息,重构出一幅清晰的高分辨率图像。首先介绍了超分辨率重建算法——非均匀内差法,迭代反投影法（IBP）,凸集投影法（POCS）,说明了各算法的概念和应用,并着重介绍了基于最大后验概率（MAP）的图像超分辨率算法,给出了MAP超分辨率复原算法处理实际太赫兹图像的结果。实验表明,超分辨率图像重建具有重建效果好、抗噪声性能强的优点,有效地重建了高分辨率太赫兹图像,在太赫兹成像领域具有良好发展和应用前景。     

现代成像技术在农产品品质检测中的应用

对检测目标成像是机器视觉的前提.在对农产品进行无损检测时,运用不同的成像技术可以拓展机器视觉的应用范围,提高检测的效率.本文就各种现代成像技术在农产品品质检测中的应用现状进行综述,分析了每种方法的优势和不足,并展望应用前景.     

基于深度学习的红外光热成像无人机巡检技术应用

本文在人工智能的基础上利用深度学习结合红外光热成像技术对无人机巡检技术进行研究和优化.首先对红外光热成像技术在电力系统中的应用和无人机巡检技术进行了介绍;然后提出了基于卷积神经网络的目标检测算法,对卷积神经网络的计算原理以及目标检测算法进行说明,并设计了基于深度视觉系统的MobileNetV1-YOLOv3网络预测模型...     

高速载运设施的无损检测技术应用和发展趋势

高速载运设施事关国家命脉,在其生产、布设、使用和维护各个环节,都需无损检测技术保驾护航。本文就高速载运设施无损检测的必要性,检测现状、检测技术的发展趋势（包括基于多物理原理的新型伤损检测技术,材料应力、微观结构、机械性能等状态检测,以及无损检测和结构健康监控及人工智能的结合）进行综述,旨在为高速载运设施的无损检测打下基础。     

互联网应用安全检测技术研究

互联网应用安全问题一直是网络应用所关注的重点,传统的互联网应用安全检测技术是对网络进行全系统扫描,这种方式在大数据时代变得效率低下,并且难以应对复杂和多类型的接口。因此,文章对网络应用系统中的安全威胁进行分类,并对源代码分析技术和渗透测试技术进行研究,建立针对网络信息特征分类抓取模型,构建新型网络应用安全检测系统。     

光纤耦合太赫兹时域光谱采样技术

主要对基于光电导天线的典型光纤耦合太赫兹时域光谱采样技术及典型光纤耦合太赫兹时域光谱系统进行了介绍.光电导天线是太赫兹时域脉冲信号产生和探测的关键部件,目前基于光电导天线的光纤耦合太赫兹时域光谱采样技术主要有3种,分别为等效时间采样法、异步采样法和腔长调谐光学采样法.对3种不同采样方法的技术原理进行了分析,并对基于不同...     

基于激光选通成像技术的水下远距离目标智能识别系统研究

由于水体对电磁波的吸收与散射,水下光学成像存在“看不远”和“看不清”的问题,而水下激光距离选通成像技术可以提高水下光学成像距离和图像对比度。该文介绍了以水下激光距离选通成像技术为基础的水下远距离目标智能识别系统研究。实验结果显示,成像距离超过7倍衰减长度。该研究结合深度学习算法,在功率受限的硬件条件下,实现了目标的准实时检测,检测速度达0.8 f/s。水下激光距离选通成像技术与深度学习算法的结合,有望实现水下光学成像“看得远”和“看得清”的同时,实现“看得快”和“看得准”。     

Potential of near-field microwave imaging in breast cancer detection utilizing tapered rectangular waveguide probes

Microwave imaging for medical applications has been of interest for many years. A novel near-field microwave non-invasive testing and evaluation (NIT&E) technique utilizing tapered rectangular waveguide probes is presented for breast cancer detection. Near-field microwave NIT&E techniques can be a successful candidate for the detection of breast cancer because of their potential in dealing with materials of low conductivity (i.e. lossy dielectrics like the breast tissue). The physical basis for breast tumor detection with microwave imaging is the contrast in dielectric properties of normal and malignant breast tissues. A method adopting Fourier transform matching (FTM) technique and utilizing the reflection coefficient at the aperture of a tapered rectangular waveguide sensor radiating into a breast is described resulting in microwave images that indicate the presence of a tumor. These images demonstrate the feasibility of detecting breast tumors using this approach.