太赫兹成像技术的进展

摘要：

近年来随着光子技术和微电子技术的快速发展,太赫兹成像的应用领域越来越广泛,并在药品食品监测、生物医学成像、器件非接触无损检测、文物艺术品研究等领域取得了不错的成果.从太赫兹波的独特性质开始,总结了相比微波和X射线,太赫兹波在成像方面的优越性能.接着从光源方面,对太赫兹连续波成像和太赫兹脉冲波成像进行了比较,包括系统原理、成像特性以及各自优缺点等方面.之后,针对太赫兹成像技术二十年间的发展,本文重点回顾了太赫兹时域光谱成像技术、焦平面阵列探测成像技术、近场成像技术以及亚采样压缩感知成像技术四种方式,并对其基本原理和发展趋势进行了分析.其中,太赫兹时域光谱技术部分以经典的反射式光谱成像系统为例,重点介绍了光谱成像的基本原理、技术发展趋势及其在制药领域的实用案例,并在此基础上介绍了太赫兹源和太赫兹探测器两种成像关键器件的工作原理.焦平面阵列探测成像技术共介绍了CCD型、Microbolometer型以及CMOS型三种目前较为成熟的面阵相机.近场成像技术分为孔径成像和尖端散射两大成像类型进行介绍,总结了包括近场照明模式、近场收集模式孔径成像技术以及激光太赫兹发射显微镜和扫描隧道显微镜两种典型的尖端散射近场成像技术,内容涉及系统工作的基本原理、当前研究的进展以及该技术在目前的发展中仍然存在的问题.最后一部分对比太赫兹光谱成像技术使用的光栅扫描采样方式,介绍了能够降低系统采样率的压缩感知成像方法.文中主要分析了光调制器作为亚采样关键器件的改进优化过程,以及研究人员对相关算法的改进.

关键词：太赫兹波、时域光谱成像、焦平面阵列探测、近场成像、压缩感知

所属期刊栏目：40

分类号：O433(光学)

资助基金：中央高校基本科研业务费专项基金项目2018QNA41

在线出版日期：2020-09-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：2686-2695