[发明专利]用于行李和人员检查的以反射和透射方式进行兆兆赫成像

说明书

技术领域

本申请要求2004年5月26日申请的美国临时申请号60/574643的专利申请的利益，该专利申请的全部内容通过引用被包括在此。

背景技术

本发明涉及使用兆兆赫辐射检测特定类型物品的系统。

计算机层析成像(CT)已被用于各种类型的物品例如可被隐藏在行李内的违禁物品的非破坏性检查。不过，CT系统发射X射线，其可能对这种系统的操作人员以及站在该系统附近的乘客的健康具有危害，因而CT系统一般包括某种类型的屏蔽，以保护操作者和乘客不受电离辐射。此外，虽然CT系统能够分析物品的密度以及物品的形状和体积的其它特征，但是这些系统不具备光谱能力(specroscopiccapability)，因而不能分析物品的化学成分。此外，X射线对由物品的折射率和吸收系数产生的光学特性不敏感。这些特性如果可被测量，可以产生唯一的高对比度的图像，并揭示许多关于材料的反射、吸收和散射性能。

因而，需要提供一种也能提供光学和光谱探测能力的非破坏性的成像系统。

发明内容

一般地说，本发明针对一种用于检测物品的系统及其操作的方法，所述物品可被隐藏或嵌入其它的物体、材料或物质内。该系统包括一个或多个兆兆赫模块。每个模块或者产生或者接收或者产生和接收兆兆赫辐射。一些兆兆赫辐射从物品上被反射，其余的兆兆赫辐射通过物品被透射。处理器分析反射和透射的兆兆赫辐射，从而表征所述物品。所述处理器可以形成物品的两维或三维图象或者两维和三维图像。处理器可以形成物品的特定区域的像素或体元(Voxel)或者像素和体元。

在某些实施例中，系统或者以反射或者以透射方式或者以两种方式使用兆兆赫时域光谱技术，在上述方式下，利用兆兆赫辐射探测物品。可以在任何一个位置或许多位置探测物品，以形成物品的两维或三维图像。物品可以是裸露的爆炸性材料或隐蔽在包装材料、包裹、行李、衣物或其它物品内的爆炸物。因而兆兆赫辐射用于检测暴露的或者隐藏在其它物体、材料或物质内的物体、材料和/或物质。物品借助于透射或反射的辐射的若干个分析中的一个或多个被识别。所述辐射的分析可以包括脉冲的飞行时间、衰减、反射、折射、衍射、散射、极化或光谱含量的改变。

本发明的系统的实施例可以包括一个或多个以下的优点。该系统能够分析物品的材料纹理、其频率相关的折射率(介电常数)、频率相关的吸收、双折射率、形状和体积。此外，系统可以提供物品的其它光谱信息。兆兆赫机使用非电离的辐射，因此不需要屏蔽。当X射线辐射(或探测辐射的其它穿透形式)可用时，其图像和兆兆赫图像的结合可以进一步提高系统检测物品的总体精度。

附图说明

图1a是根据本发明的兆兆赫电磁辐射发射和检测系统的示意图；

图1b是图1a的系统的一部分的顶视图；

图1c是根据本发明的兆兆赫模块的另一种布置的顶视图；

图1d是根据本发明的兆兆赫模块的另一种布置的顶视图；

图2是根据本发明的兆兆赫模块的实施例的拆开的透视图；

图3是根据本发明的兆兆赫模块的实施例的装配的透视图；

图4a表示在行李中的爆炸物的THz透射和反射成像，表示3个THz束路径：(A)在行李的外部，(B)通过行李和普通的内含物，以及(C)通过行李和爆炸物块，透射的THz脉冲被示为通过行李在底部射出，反射的THz脉冲串被示为从顶部射出；

图4b是由图6a的反射脉冲串产生的层轮廓段的顶视THz图像；

图4c是由飞行时间和衰减计算的底视两维透射THz图像；

图5a表示在时域(psec)中测量的THz波形；

图5b表示在图5a中所示的THz波形幅值频谱；

图6表示在大约0.1到3THz之间的范围内的爆炸物RDX(透射率和消光)、HMX(消光)、PETN(消光)以及TNT(消光)的透射谱；以及

图7表示根据本发明的系统的多级询问处理。

具体实施方式