[发明专利]基于暗场成像的太赫兹成像方法及装置

权利要求书

1.一种基于暗场成像的太赫兹成像方法，包括：

准直的太赫兹波束经目标透射后得到第一透射波束；

第一透射波束传播距离f后经第一透镜调制后得到第二透射波束；

第二透射波束传播距离f后经过频谱面的波束挡板后得到第三透射波束；

第三透射波束传播距离f后经第二透镜调制后得到第四透射波束；

第四透射波束传播距离f后被太赫兹相机接收后成像；

其中，所述第一透镜和第二透镜均为凸透镜，第一透镜和第二透镜的焦距均为f；

其中，所述第一透射波束起始位置的场分布E₁(x₁，y₁)为：

E₁(x₁，y₁)＝E₀(x₁，y₁)t(x₁，y₁)；

其中，E₀(x₁，y₁)为照射到目标的准直太赫兹场分布，t(x₁，y₁)为目标的透射函数，(x₁，y₁)为目标平面的坐标；

所述第一透射波束到达第一透镜的场分布E₂(x₂，y₂)满足：

F{E₂(x₂，y₂)}＝F{E₁(x₁，y₁)}H(f_x，f_y)；

其中，F{·}为傅里叶变换，f_x＝x₂/( λf) ，f_y＝y₂/( λf) ，j为虚数单位，λ为太赫兹波波长，(x₂，y₂)为第一透镜所在平面的坐标；

所述第二透射波束到达频谱面的场分布E₃(x₃，y₃)为：

其中，k为波数，为第一透镜的调制函数，(x₃，y₃)为频谱面的坐标；

所述第二透射波束到达频谱面的场分布展开为：

其中，第一项为没有目标时频谱面上的场分布，即低频成分；第二项是由衍射效应引起的，代表目标的细节信息，即高频成分；

由于波束挡板遮挡了第二透射波束的中心，即低频成分，保留了高频成分，所以第二透射波束未被遮挡的部分位于频谱面的场分布E′₃(x₃，y₃)为：

所述第三透射波束到达第二透镜的场分布E₄(x₄，y₄)为：

F{E₄(x₄，y₄)}＝F{E′₃(x₃，y₃)}H(f_x，f_y)；

其中，f_x＝x₄/( λf) ，f_y＝y₄/( λf) ，(x₄，y₄)为第二透镜所在平面的坐标；

所述第四透射波束到达太赫兹相机表面的场分布E₅(x₅，y₅)为：

其中，(x₅，y₅)为太赫兹相机所在平面的坐标；

其中，所述太赫兹相机接收的为光强，其分布I为：

2.根据权利要求1所述的太赫兹成像方法，其特征在于，

所述第二透射波束中心被波束挡板遮挡。

3.一种成像装置，用于执行如权利要求1-2任一项所述的太赫兹成像方法，其特征在于，包括：

第一透镜，用于调制经过成像目标透射后的第一透射波束；

波束挡板，用于遮挡经过第一透镜的第二透射波束中心；

第二透镜，用于调制经过波束挡板的第三透射波束；以及

太赫兹相机，用于接收经过第二透镜后的第四透射波束并成像；

其中，所述成像目标、第一透镜、波束挡板、第二透镜、太赫兹相机等距且平行设置；

其中，所述波束挡板设置在第二透射波束中心位置。