[发明专利]一种扇形束太赫兹层析成像系统及其扫描方法

权利要求书

1.一种扇形束太赫兹层析成像系统，其特征在于：包括依光路方向同轴设置的太赫兹发射源、斩波器、波束传输单元、样品台和太赫兹探测阵列，所述太赫兹发射源发射的连续太赫兹波通过斩波器、波束传输单元形成扇形束太赫兹波束，所述样品台为可平移、旋转的活动式设置。

2.根据权利要求1所述的扇形束太赫兹层析成像系统，其特征在于：所述波束传输单元包括平行间隔设置的第一柱面镜和第二柱面镜。

3.根据权利要求1所述的扇形束太赫兹层析成像系统，其特征在于：所述波束传输单元为包含单个柱面镜、衍射元件和/或等离子体。

4.根据权利要求2或3所述的扇形束太赫兹层析成像系统，其特征在于：太赫兹探测阵列位于太赫兹扇形波束的平面内，太赫兹探测阵列中心与太赫兹波束的中心轴线垂直相交。

5.根据权利要求4所述的扇形束太赫兹层析成像系统，其特征在于：所述样品台上设有直线步进电机和旋转步进电机，旋转步进电机固定设置在直线步进电机的输出轴上。

6.根据权利要求5所述的扇形束太赫兹层析成像系统，其特征在于：所述扇形束太赫兹层析成像系统还包括依光路方向同轴设置在太赫兹探测阵列后侧的锁相放大器，所述锁相放大器与所述斩波器电性连接。

7.根据权利要求6所述的扇形束太赫兹层析成像系统，其特征在于：所述扇形束太赫兹层析成像系统还包括数据采集模块和数据处理模块，所述数据采集模块分别与斩波器、数据处理模块电性连接。

8.一种扇形束太赫兹层析成像系统的扫描方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、时域矩形波调制：将太赫兹发射源发散的连续太赫兹波束通过斩波器调制成时域矩形波；

S2、扇形太赫兹波束聚集：对时域矩形波通过波束传输单元在某一个方向上进行聚焦处理，形成扇形太赫兹波束，采用扇形太赫兹波束对样品进行扫描；

S3、光电信号转换：活动式的太赫兹探测阵列探测穿过样品的透射波束的光强信息，并将光强信息转换为电流信号；

S4、信号放大：通过锁相放大器将电流信号转换成电压信号并放大；

S5、角度投影数据获取：根据放大的电压信号得到样品截面在某个角度的投影数据

S6、截面投影数据获取：控制样品绕竖直方向旋转，重复步骤S1-S5，得到样品在某个截面的投影数据 ；

S7、三维投影矩阵获取：控制样品在竖直方向上平移，重复步骤S1-S6，获得样品不同高度的二维投影矩阵，将所有二维矩阵沿竖直方向叠加，获得三维投影矩阵。

9.根据权利要求8所述的扇形束太赫兹层析成像系统的扫描方法，其特征在于：还包括以下步骤：

S8、图像重建：把步骤S7所得的三维投影矩阵信息进行图像重建，得到相应的图像。

10.根据权利要求9所述的扇形束太赫兹层析成像系统的扫描方法，其特征在于：在步骤S6中，样品旋转的角度间隔从0度到360度，旋转范围和旋转步长活动可调。