基于太赫兹成像的输送带撕裂检测与分类识别研究

针对现有输送带撕裂检测方法存在灵敏度和安全性能低,且无法消除复杂工作环境带来的影响等问题,提出了一种基于太赫兹成像技术的输送带撕裂检测方法。设计并搭建了连续波太赫兹反射式成像系统,采集输送带撕裂的太赫兹图像;对原始图像进行滤波等处理获得低噪声太赫兹图像;最后搭建了基于机器学习太赫兹图像自动分类识别系统,该系统通过提取太赫兹图像的灰度直方图统计特征和几何特征,构建太赫兹图像特征库,并利用特征选择去除特征冗余,最终结合分类器实现对输送带撕裂种类的自动分类与识别。结果表明：通过太赫兹反射式成像系统对输送带进行成像实验,验证了太赫兹波成像技术检测输送带撕裂的可行性;太赫兹图像自动分类识别系统实现了对输送带3种撕裂种类的自动分类与识别,在组合特征下,使用支持向量机（Support Vector Machine, SVM）的分类准确率可达91.6%。     

太赫兹成像技术在肿瘤检测中的应用

太赫兹(THz)波是频率位于0.1 THz^10 THz的电磁波。因其具有非电离性,以及可与多数生物分子产生共振响应等特性,在生物医学领域有着巨大应用潜力,尤其在肿瘤检测方面。太赫兹成像技术作为生物医学领域一种新的成像技术,吸引国内外多个研究小组对其开展深入研究。本文列举分析了多种太赫兹成像技术在肿瘤检测的应用,其中可分为太赫兹扫描成像、太赫兹层析成像、太赫兹全息成像以及太赫兹近场成像,介绍了这些成像方式的基本原理以及国内外研究现状,最后对太赫兹成像技术在生物领域的未来做出展望。     

太赫兹光场数据采集与数字重聚焦实验研究

本文对太赫兹光场数据采集与数字重聚焦成像进行实验研究。太赫兹成像因其穿透性、无损性等优点,近年来备受国内外研究者关注。太赫兹波段的光场成像技术有望增强图像质量、改善应用效果。本文在分析光场成像基本原理、系统结构、重建方法的基础上,应用太赫兹焦平面阵列相机进行太赫兹光场数据采集和数字重聚焦实验。首先采集太赫兹光场原始数据,然后通过数字重聚焦进行计算成像,最后对重构图像做增强处理,得到了深度、角度及目标物轮廓分辨力强的太赫兹图像。实验证明了太赫兹光场成像技术的可行性及其改善图像质量、丰富复现效果的能力。     

太赫兹成像技术专题导读

太赫兹波是指频率在0.1到30太赫兹(THz)范围内的电磁波辐射,它在非极性物质中具有较好的透过性并具有较低的单光子能量,在生物医药检测、半导体特性表征、人体安全检查、无损探伤等众多科研和工业领域具有极强的应用价值。随着太赫兹源与探测器技术的发展,太赫兹成像技术逐渐成熟,并开始走向应用。本专题主要从方法和应用两个方面介绍太赫兹成像技术的发展及未来。     

连续太赫兹波数字全息相衬成像

太赫兹波具有独特的低能性、高穿透性、惧水性等成像特性,将其应用于相衬成像能够反映物体的内部结构和更加丰富全面的生物信息,在生物医学检测等领域具有重要的应用。其中,太赫兹波数字全息成像是一种可以给出定量的振幅和相位信息的非接触、全场相衬成像方法,是太赫兹成像技术领域的重要研究方向之一。本文基于连续太赫兹源,从离轴式和同轴式数字全息成像的相衬成像原理、光路系统和再现算法多个方面,介绍了相关技术的研究现状,分析了太赫兹源、再现算法等因素对成像分辨率的影响,并对太赫兹数字全息的发展趋势进行了展望。     

太赫兹量子级联激光器功率达到1W

正近日国外网媒报道,奥地利维也纳技术大学的一组研究人员制造出一种新型量子级联激光器,成功输出了1W的太赫兹辐射,打破了此前由美国麻省理工学院所保持的0.25W的世界纪录,成为目前世界上功率最大的太赫兹量子级联激光器。太赫兹射线是波长介于微波与红外之间的一种电磁辐射,由于物质的太赫兹光谱(包括透射谱和反射谱)包含非常丰富的物理和化学信息,太赫兹技术被认为会对通信、遥感、天文、反恐、医学成像以及生     

太赫兹脉冲焦平面成像技术的发展与应用

作为太赫兹技术中的重要组成部分,太赫兹脉冲焦平面成像一经问世就引起了行业内的广泛关注,人们引入了各种方法去提升此成像技术的测量性能,同时也尝试将此成像技术应用于不同的工业和基础研究领域。本文综述了近年来人们对太赫兹脉冲焦平面成像的技术改良和应用研究,包括提升成像系统的空间分辨率、信噪比、信息获取能力,以及将此成像技术应用于光谱识别检测、超表面器件功能验证、太赫兹特殊光束测量、太赫兹表面波观测等,希望该综述能够推动太赫兹脉冲焦平面成像的进一步技术革新和应用拓展。     

太赫兹波计算鬼成像:原理和展望

本文立足于太赫兹波成像领域近年来备受关注的研究热点—太赫兹波计算鬼成像,首先回顾了鬼成像从量子到经典再到计算的历史过程,然后阐述了计算鬼成像的数学原理,随后综述了计算鬼成像在太赫兹波段的发展历程,及其在超衍射分辨成像、石墨烯光电导成像、太赫兹光谱成像等方面的应用,并在最后展望了太赫兹波计算鬼成像的发展前景:计算鬼成像作为一种成像手段,可以绕开在太赫兹频段缺乏经济高效的焦面阵列式探测器的难题,但目前的成像帧率还难以满足快速成像的应用需求,相信在未来随着器件性能的提升和成像算法的优化,其成像帧率可以得到大幅提升。     

太赫兹医学成像研究进展

太赫兹波所具有的无损性以及大量生物分子在太赫兹频段的指纹特性,使其在医学成像领域有着良好的应用前景。本文首先简要概述了太赫兹的医学成像技术手段,其次分别介绍了太赫兹在离体、活体组织中成像的研究现状。生物组织中的水会对太赫兹波产生强吸收,使得成像对比度受限。目前,为了减少组织中的水对成像的影响,针对离体组织的太赫兹成像大多需要进行切片、脱水等预处理,活体中的成像则主要应用在浅表组织。文章重点介绍了活体成像中有望提高太赫兹成像对比度的纳米粒子造影剂,最后对太赫兹医学成像的发展进行了展望。     

关于太赫兹通信技术的综合分析探讨

THz波段和脉冲光源的认识是在激光技术发展的中后期被人们所逐渐了解的,太赫兹波地频宽较高,而且目前在公开的应用领域还没有进行广泛的频带分配,太赫兹波本身具备着高效的传输速率和极低的散射性,而且安全度相对较高,可以说是一种具有巨大应用前景的通信技术。目前太赫兹通信技术在国内外逐渐被重视,相关的研究也逐渐的深入,形成大致的系统框架。主要阐述太赫兹技术的原理及太赫兹波的基本理论,分析太赫兹通信技术的应用优势及发展成果,并对未来的推广应用做以展望。     

太赫兹超材料及其成像应用研究进展

电磁超材料因具有特殊的物理性质以及在电磁波操控方面的重要应用而备受关注。本文综述了太赫兹超材料及其成像应用的研究进展:首先介绍了太赫兹超材料的研究概况,重点讨论了可调谐与可重构太赫兹超材料、太赫兹数字编码与现场可编程超材料的研究进展;在此基础上,阐述了太赫兹超材料在成像领域的应用,包括基于超表面透镜、超材料吸波器、可重构超表面和现场可编程超表面的太赫兹成像技术;最后讨论了太赫兹超材料及其成像应用发展趋势。功能可重构及智能化将是太赫兹超材料的重要发展方向,而新兴的信息超材料融合了超材料与信息技术也将使太赫兹成像更加高效便捷。     

基于喷射效应的太赫兹高分辨成像研究与进展

太赫兹(THz)成像技术,因其具有能量低、透射率高、波谱范围宽等独特的分析能力,已经在生物医学、安全检查、航空航天等领域展现出巨大的优势及潜在的应用价值,但是较低的空间分辨率制约了太赫兹成像技术的进一步应用。太赫兹波通过具有适当折射率的介质结构产生的“太喷射”效应调控亚波长尺寸太赫兹光场,突破衍射极限对显微系统空间分辨率的限制,同时不损失光场能量和光谱信息,实现高通量、超宽谱的远场太赫兹高分辨成像。本文首先介绍基于纳米喷射的微球透镜显微技术,接着介绍基于太喷射的太赫兹显微技术,最后对基于喷射效应的太赫兹高分辨成像技术的前景做了展望。     

太赫兹技术在水泥基材料研究中的应用

本文介绍了太赫兹波的特性以及太赫兹技术的工作原理及其应用,重点介绍了太赫兹时域光谱技术和太赫兹成像技术在水泥水化过程、水泥基材料的微观结构检测和水泥基材料耐久性能三方面的研究进展.利用太赫兹光谱技术可跟踪硅酸三钙、硅酸二钙以及主要水化产物水化硅酸钙、氢氧化钙在水化过程中的变化情况;利用水分对太赫兹波强烈吸收的特性,能够...     

应用在人体安检中的太赫兹近场MIMO-SAR技术

太赫兹近场多输入多输出合成孔径雷达(MIMO-SAR)技术具有在保证分辨率同时降低阵元数量的优势,在人体安检中有重要的研究和应用价值。该文首先介绍了应用在人体安检领域的太赫兹近场MIMO-SAR技术系统现状,将典型系统进行了归纳和对比;其次介绍阵列设计,对典型面阵列的指标特性进行了仿真对比;介绍典型的成像算法和加速方法,比较成像算法的图像重构速度。最后对发展进行了展望。     

基于连续小波变换的玻璃纤维增强树脂复合材料太赫兹特征增强及缺陷成像

玻璃纤维增强树脂复合材料(Glass fiber reinforced polymer,GFRP)因其耐腐蚀、强度高等优点被广泛应用于航空航天、运输等领域,但在其制作过程中存在分层、气泡等缺陷,故需对其进行无损检测。本文针对不同位置的GFRP脱粘缺陷太赫兹无损检测信号特征微弱的问题进行分析与研究,提出了利用连续小波变换(Continue wavelet transform,CWT)对太赫兹特征进行增强的方法,并通过计算图像对比度客观评价连续小波变换后得到的太赫兹图像。最终选择gaus2小波基函数,对变换后的信号进行缺陷成像,其峰值较原来增强了4.5倍,连续小波变换处理后的太赫兹缺陷成像的图像对比度提升了1.3倍,最终实现了6 mm GFRP 5 mm位置处50 μm脱粘缺陷的识别。      

太赫兹真空电子器件微加工技术及后处理方法

太赫兹频段真空电子器件的尺寸很小,其加工精度和表面质量要求很高,需要采用微加工技术及其一些特殊的加工工艺.本文主要介绍了几种常用于制作太赫兹真空电子器件的微加工方法,主要讨论了微机械加工、微细电火花加工、LIG-A/UV-LIGA和DRIE等加工技术的特点及适用范围.为了提高器件的表面质量,讨论了清洗、净化及表面化学抛光技术等后处理技术.此外,太赫兹器件的设计结构特征也会限制微加工技术的选择,由此文中分析了几种常见太赫兹真空器件的特点及其可采用的加工方法和工艺.     

圆锥面拟合的太赫兹发散角精密测量研究

针对太赫兹(THz)光束发散角精密测量问题,以单频连续波太赫兹源为研究对象,搭建了基于圆锥面拟合的太赫兹发散角测量装置。通过研究太赫兹光束的传播模式,分析其在空间上的光强分布特性,提出将太赫兹输出光束在远场范围内视作圆锥曲面,利用太赫兹探测器采集光斑图像,根据图像的边缘点坐标构建圆锥曲面,借助间接平差对边缘点数据做预处理并进行参数迭代与圆锥面拟合计算出光束发散角数值。结果表明,被测100 GHz的太赫兹源发散角为2.73°,相对扩展不确定度为3.8%(k=2)。     

石墨烯场效应管及其在太赫兹技术中的应用

石墨烯是单原子厚度的二维碳同素异形体材料,因其出色的电学、热学、光学及力学特性而被广泛应用于生物检测、医学、新能源、微电子、射频电路等领域。正是凭借着石墨烯独一无二的材料特性,石墨烯基场效应管(GFETs)比传统的硅基晶体管具有更高的迁移率、微缩空间及特征频率。此外,石墨烯零带隙的对称圆锥形能带结构,以及在受外部激发下形成的负电导率特性(太赫兹频段),使得GFETs能广泛应用于太赫兹功能器件中,也为实现太赫兹技术商业化提供了一种兼容当前半导体产业技术的低成本选择。针对硅基晶体管发展面临的尺度瓶颈,本文综述了GFETs器件的基本结构、射频/太赫兹领域的主要特性以及制备工艺,并举例说明了其在太赫兹技术领域的最新应用。     

太赫兹成像技术在爆炸物检测中的应用

太赫兹波是一种电磁波,我们通常所说的太赫兹波的频率一般在0.1到10T赫兹之间。太赫兹波兼有微波和红外线的特点,在测量领域具有很广泛的应用。本论文简要介绍了太赫兹波的特性以及测量原理,同时指出其在爆炸物检测中的应用。     

十字架金属微结构的太赫兹波吸收器研究

设计了一种十字架金属微结构的太赫兹波吸收器,其结构是将金属十字架置于硅基体之上,基体的背面再覆盖一层金属,以此为单元结构经周期排列组成.针对该太赫兹波吸收器提出了一种等效电路分析模型,通过仿真和加工测试证实了该吸收器的中心吸收频率位于0.571THz,吸收率为99.6%,反射率为0.38%,透过率为0,吸收带宽为29GHz.等效电路模型计算结果与测试结果相吻合.结果表明,提出的等效电路模型分析方法是简单有效的,从而为今后太赫兹波器件的研究提供了一种很好的思路.