CN105044018A - 一种多功能太赫兹波成像系统及成像方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多功能太赫兹成像系统，包括太赫兹波发射部，用于发射太赫兹波，并将其发散成平行波；分束部，用于将太赫兹波分成相互垂直的第一光束和第二光束；平面图像获取部，设置于第一光束的光路上，用于获取待检样品的平面太赫兹波图像信息；相干截面图像获取部，设置于第二光束的光路上，用于获取待检样品不同深度截面的太赫兹波图像信息；成像处理及显示部，用于处理图像信息，构建出待检样品的太赫兹平面图像以及相干截面图像，同时将所有的相干截面图像进行合成，获取待检样品的太赫兹三维图像；以及控制部。其中，平面图像获取部和相干截面图像获取部均带有合成编码掩膜版，通过掩膜版的变换完成对样品信息的编码过程。

Description

一种多功能太赫兹波成像系统及成像方法

技术领域

本发明属于太赫兹波成像领域，具体涉及一种兼顾平面透射和反射层析的多功能太赫兹波成像系统。

背景技术

太赫兹波是介于红外与微波之间的一个电磁波频段，通常将0.1THz～10THz定义为“THzGap”，即太赫兹波段。这个波段的电磁波兼具可见光的方向性和微波的穿透能力。正因为兼具以上两大优势，太赫兹波便成为无损探测的最佳选择之一，并在一些特定领域成为X光成像的并行选项。

目前，太赫兹波成像的研究主要集中于两方面，一方面为太赫兹波平面成像，另一方面太赫兹波相干层析成像。太赫兹波平面成像分为透射式和反射式成像，在实际应用时以透射式成像居多。在成像过程中部分太赫兹波透过物体时会被被测物体反射或吸收，而透过的部分波便会携带相应的强度和相位的信息，根据这些数据便可绘制出被测物体的平面太赫兹波透射像。

太赫兹波相干层析成像技术(又称太赫兹波相干断层扫描技术)可以获得样本的二维横截面分布图像，并能够重建出样本三维图像。太赫兹相干层析成像技术的研究主要集中在重建图像质量的提高、成像时间的缩短以实现实时成像以及样本三维重建图像的获取技术等方面。

如果能够在获取太赫兹平面成像的同时获取太赫兹三维成像，则可以更加全面的了解被测物体的信息。目前，尚无此方面的应用。

发明内容

本发明是为解决上述问题而进行的，针对目前太赫兹波运用到成像技术上存在的问题，提出了一种多功能太赫兹波成像系统及其成像方法，在获得太赫兹平面图像的同时，通过相干断层扫描的方法对被测物体进行“切割式”扫描成像，进而获得被测物体不同深度的相干图像，相关信息再通过计算机处理与合成实现被测物体的3D相干图像的构建。

本发明采用了如下技术方案：

本发明提供的多功能太赫兹成像系统具有：太赫兹波发射部，包括太赫兹波发射器以及光分散单元，太赫兹波发射器用于发射太赫兹波，光分散单元用于将所述太赫兹波分散成平行波；分束部，设置于太赫兹波光路上，用于将太赫兹波分成相互垂直的第一光束和第二光束；平面图像获取部，设置于第一光束的光路上，用于获取待检样品的平面太赫兹波图像信息；相干截面图像获取部，设置于第二光束的光路上，用于获取待检样品不同深度截面的太赫兹波图像信息；成像处理及显示部，用于处理平面太赫兹波图像信息，构建出待检样品的太赫兹平面图像，并且用于处理待检样品不同深度的截面的太赫兹波图像信息，构建出相干截面图像，同时将所有的相干截面图像进行合成，获取待检样品的太赫兹三维图像；以及控制单元，用于控制太赫兹波发射部、分束部、平面图像获取部、相干截面图像获取部以及成像处理及显示部。

进一步的，本发明提供的多功能太赫兹成像系统中的平面图像获取部包括依次设置的：载物台，为中间带有方形孔的金属块，方形孔中放置待检样品；第一空间调制单元，用于不断改变太赫兹波的透过率，从而获得不同的含有待检样品表面信息的太赫兹波；第一太赫兹波汇聚单元，用于汇聚该太赫兹波；以及第一探测器，用于收集被汇聚的太赫兹波。

进一步的，本发明提供的多功能太赫兹成像系统中的相干截面图像获取部包括位于分束部上方的可移动式反射单元以及位于分束部的下方的第二空间调制单元、第二太赫兹波汇聚单元以及第二探测器。反射单元用于反射第二光束中的太赫兹波，经反射的第二光束作为参考光与第一光束中被待检样品反射回且又经分束部反射的太赫兹波叠加形成相干光束，该相干光束穿过所述第二空间调制单元后被所述第二太赫兹波汇聚单元汇聚，而后被所述第二探测器收集。

进一步的，本发明提供的多功能太赫兹成像系统中的分束部为镀有ITO导电层的石英片或玻璃片。

进一步的，本发明提供的多功能太赫兹成像系统中，第一空间调制单元以及第二空间调制单元可以为以下五种形式之一：(1)第一空间调制单元和第二空间调制单元合为一体，为呈倒L型的合成编码掩膜版模块，合成编码掩膜版模块的竖直部和水平部分别作为第一空间调制单元以及第二空间调制单元；(2)第一空间调制单元和第二空间调制单元合为一体，为呈倒L型的合成编码掩膜板模块，合成编码掩膜板环由等大的柔性合成编码掩膜版以及可透太赫兹波的塑料板相间排列组成；(3)第一空间调制单元和第二空间调制单元相同，均为卷轴式合成编码掩膜板模块；(4)第一空间调制单元和第二空间调制单元为类型相同的电控太赫兹波空间调制器；(5)第一空间调制单元和第二空间调制单元合为一体，为基于光控方式的掩膜转换模块。

发明作用与效果

本发明提供了一种多功能太赫兹波成像系统以及成像方法，利用现有太赫兹波探测器模块来实现对被测物所携带的太赫兹波信号的收集与提取。相对于现有技术，本发明的有益效果在于：

(1)本发明借助压缩感知以及相干断层扫描成像技术，实现利用单个系统完成太赫兹波平面成像和太赫兹波相干3D成像，进而达到全面的获取被测物体信息的目的，同时减少了实验的时间和成本，避免了因为在不同条件下成像而对图像分析产生的失误；

(2)通过利用连续的合成编码掩膜版(mask)环，避免了耗时的掩膜版更换方法，进一步降低了实验的时间，同时由于两个太赫兹探测器利用了同一个mask环，因此有效降低了系统的成本；

(3)由于获取相干3D图像的时间较长，而获取太赫兹波平面图像的时间较短，可以获取更多的太赫兹平面图像信息。由压缩传感理论可知使用的掩膜版越多，最终的成像将越清晰，因此，最后获得图像也更加清晰。如果单次成像的结果已经足够获得清晰的图像，那么我们可以采用优中选优的理念，利用计算机通过数字图像处理的方法获得其中最清晰的太赫兹平面图像作为最终的平面图像测量结果。无论是哪种处理数据的方法，我们都可以在获取相干太赫兹波3D图像的同时，在不额外增加实验时间的情况下获取清晰的太赫兹平面透射图像。

附图说明

图1是本发明实施例一中的多功能太赫兹波成像系统的结构示意图；

图2是本发明实施例二中的多功能太赫兹波成像系统的结构示意图；

图3是本发明实施例三中的卷轴式合成编码掩膜版模块的结构示意图；

图4是本发明实施例四中的多功能太赫兹波成像系统的结构示意图；

图5是本发明实施例五中的多功能太赫兹波成像系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图来说明本发明的具体实施方式。

实施例一

图1是本实施例一中的多功能太赫兹波成像系统的结构示意图。

如图1所示，多功能太赫兹波成像系统100由太赫兹波发射部、分束部、平面图像获取部、相干截面图像获取部、成像处理及显示部以及控制部组成。

太赫兹波发射部包括太赫兹波发射器1以及光分散单元2-1，太赫兹波发射器1用于发射太赫兹波，光分散单元2-1用于将太赫兹波分散成平行波。

分束部3为镀有ITO导电层的石英片或玻璃片，设置在太赫兹波光路上，用于将太赫兹波分成相互垂直的第一光束和第二光束。根据探测器对太赫兹波强度的要求，在石英片或玻璃片上镀上特定导电率的ITO导电膜，以实现对两束太赫兹波的平衡，即，如果平面成像光束较弱则选用导电率较低的ITO膜，从而降低反射率，增加平面成像光束的强度。

平面图像获取部，设置在第一光束的光路上，用于获取待检样品的平面太赫兹波图像信息；相干截面图像获取部，设置于所述第二光束的光路上，用于获取待检样品不同深度截面的太赫兹波图像信息。

平面图像获取部包括依次设置的载物台6、第一空间调制单元、第一太赫兹波汇聚单元2-2以及第一探测器10-1。相干截面图像获取部包括位于分束部3上方的可移动式反射单元以及位于分束部3的下方的第二空间调制单元、第二太赫兹波汇聚单元2-3以及第二探测器10-2。

载物台6为中间带有方形孔的金属块，待检样品被放置于方形孔中。第一空间调制单元与第二空间调制单元合为一体，为呈倒L型的合成编码掩膜版模块，该合成编码掩膜版模块的竖直部和水平部分别作为第一空间调制单元以及第二空间调制单元。合成编码掩膜版模块包括：传送底座8，也呈倒L型，内部设置有电机；滑动轮组9，包含六个滑动轮9-1～9-6，六个滑动轮分别设置于传送底座的六个角处，和电机连接，可在电机的带动下进行转动；合成编码掩膜版环(合成编码mask环)7a，套在六个滑动轮上，并通过滑动轮进行传动，实现成像窗口前合成编码掩膜版的更换。合成编码掩膜版环7a由柔性电路板制成，柔性电路板是由金属区域以及非金属区域编织而成的2D平面。

第一太赫兹波汇聚单元2-2以及第二太赫兹波汇聚单元2-3均为凸透镜，用于汇聚穿过合成编码掩膜版环的太赫兹波；第一探测器10-1以及第二探测器10-2均用于收集被汇聚的太赫兹波，并将太赫兹波信号传递给成像处理及显示部。

相干截面图像获取部中的反射单元用于反射第二光束中的太赫兹波，经反射的第二光束作为参考光与第一光束中被待检样品反射回且又经分束部反射的太赫兹波叠加形成相干光束，相干光束穿过合成编码掩膜版环后被第二太赫兹波汇聚单元2-3汇聚，而后被第二探测器10-2收集。

可移动式反射单元，包括移动平台5、位于移动平台上的反射镜4以及带动移动平台的步进电机，移动平台5在步进电机的带动下用于改变反射镜的前后位置，进而改变参考光的光路长度，从而对样品不同深度的截面进行扫描。

成像处理及显示部，用于处理平面太赫兹波图像信息，构建出待检样品的太赫兹平面图像；并且用于处理待检样品不同深度的截面的太赫兹波图像信息，构建出相干截面图像，同时将所有的所述相干截面图像进行合成，获取所述待检样品的太赫兹三维图像。控制部，用于控制太赫兹波发射部、分束部、平面图像获取部、相干截面图像获取部以及成像处理及显示部。本实施例中的控制部以及成像处理及显示部为设置于系统装置盒外部的计算机、设置于计算机中的成像处理软件以及显示器。

利用本实施例中的多功能太赫兹波成像系统同时完成太赫兹波平面成像以及太赫兹波相干3D成像的方法，包括以下步骤：

步骤一，太赫兹发射部中的太赫兹发射器发射太赫兹波，该太赫兹波被作为光分散单元的凸透镜2-1分散成平行光波；

步骤二，分束部对太赫兹波进行分束，将其分成互相垂直的第一光束以及第二光束；

步骤三，第一光束的部分太赫兹波穿过载物台6上的待检样品以及合成编码掩膜版环7a的竖直部分后被凸透镜2-2汇聚，而后被第一探测器10-1收集，得到待检物体的平面太赫兹波图像信息；

步骤四，与此同时，反射镜4对第二光束中的太赫兹波进行反射，经反射的第二光束中的太赫兹波作为参考光与第一光束中被待检样品反射回且又经分束部3反射的太赫兹波叠加形成相干光束，该相干光束穿过合成编码掩膜版环7a的水平部分后被凸透镜2-3汇聚，而后被第二探测器10-2收集，得到待检样品的截面的太赫兹波图像信息；

步骤五，根据系统成像速度的要求，控制合成编码掩膜版模块中传送电机的转速，电机带动六个滑动轮以一定速度同时转动，进而带动合成编码mask环转动，实现成像窗口的合成编码mask环的更换。同时，采用设置于系统外部的计算机中的成像处理软件对待检物体的不同掩膜版的平面图像信息以及截面的太赫兹波图像信息进行处理分别构建出待检样品的太赫兹平面图像以及相干截面图像；

步骤六，第一个深度的截面数据采集完毕之后，计算机启动移动平台5中的步进电机，反射镜随移动平台向前或向后移动一个单位距离，改变所述参考光路的长度，使得扫面截面到另一个深度，然后转动合成编码mask环，计算机再次获取并处理信息，直至完成待检样品不同深度的截面的扫描，得到待检样品的不同深度的相干截面图像；

步骤七，此后计算机将所有的截面图合成3D太赫兹相干图像，同时对所有采集的数据进行合并处理绘制出清晰的平面图像，或者利用数据处理的方法筛选单次绘制出的图像作为最后的结果。

本实施例中的太赫兹波探测器10-1和10-2是由AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)(0.8～1.1THz)，或GolayCell(0.02～20THz)，或Bolometer(0.06～30THz)来实现。载物台6由金属制成(如铝或铁)，以阻挡多余太赫兹波并限制太赫兹光斑的大小与成像所需的单个合成编码mask大小一致。

本实施例提供的多功能太赫兹波成像系统中还包含以下附属装置：太赫兹波信号调制器，如斩波器，设置于凸透镜2-2与第一探测器10-1之间以及凸透镜2-3与第一探测器10-2之间；微弱信号检测的锁相放大器、温度湿度实时监测模块11-1、干燥气体流量控制模块，用于控制注入孔11-2、11-3及排气孔11-4联动开启或关闭等。

本实施例中的多功能成像系统是依赖太赫兹波压缩感知成像技术而实现的,了解当前编码mask的编码状态信息以及对应的太赫兹波探测器所测得的太赫兹波能量信息(按测量顺序归档对应的数据序列)。具体压缩感知(CS)成像技术的原理可以简述为：

CS成像要经过信号稀疏表示、编码测量和重建算法三个过程。

如果一个信号中只有少数元素是非零的，则可称该信号是稀疏的。通常时域内的自然信号都是非稀疏的，但在某些变换域可能是稀疏的。

首先，令一个正交基矩阵为φ，φ可将原图像信号f(需要获取的原始图像，先令它为f)(共N＝n×n个像素)用稀疏化的信号x表示为：f＝φx。

编码测量则是为了从M次观测(探测器顺序的测量M次测量值)中重构出f(M根据图形的复杂程度和器件性能而定，是可以重构出满意图像的最小值且M≤N)，即利用M×N的0-1随机矩阵Ψ和图像f的内积，得到M个观测值y(y＝ψf＝ψφx,)，为简化，有时y亦可表示为y＝ηx(η＝ψφ)。

当已知η＝ψφ和线性测量值y时，通过最小范数方法解方程得x₀，后续再由f₀＝φx₀恢复并重建物体图像f。

从而在M次轮换编码mask(即M次观测)之后，通过计算机可重构出对应被测物所携带的太赫兹波的2D图像信息。

实施例二

本实施例二中，和实施例一相同的结构给予相同的符号，并省略相同的说明。

图2为本实施例二中的多功能太赫兹波成像系统的结构示意图。

如图2所示，多功能太赫兹波成像系统200中的合成编码mask环7b由等大的mask方块以及可透太赫兹波方块相间排列组成，其中，mask方块为柔性电路板，可透太赫兹波方块为可透太赫兹波柔性塑料板。合成编码mask环中，与mask方块相对的均是可透太赫兹波方块，因此，用于成像的两束太赫兹波均两次穿过该mask环，每一束太赫兹波穿过该mask环时有且只有一次经过mask方块，即，在成像过程中当一束太赫兹波穿过mask环上mask小方块进行成像时则该光束再次穿过mask环时必定通过环上的可透太赫兹波方块，反之亦然。

合成编码mask环7b和实施例一中的合成编码mask环7a相比，总的mask单元较少且不能连续的转动成像，其运动是以一个mask的大小为单位。但是这种模块仍然可以满足在两个探测器之间同时运作，减少总的mask模块的制作量，同时和图1中的合成编码mask环相比，该mask环占地面积较小，从而压缩了系统的大小。因此，本实施例中的合成编码mask模块较适应于较简易的被测物体，同时对成像速度要求不是很高但是对实验区域大小有严格控制的实验。

实施例三

本实施例三中，和实施例一相同的结构给予相同的符号，并省略相同的说明。

图3为本实施例三中的卷轴式合成编码掩膜版模块的结构示意图。

如图3所示，第一空间调制单元和第二空间调制单元相同，均为卷轴式合成编码掩膜板模块。该卷轴式合成编码掩膜板模块，包括两个水平设置且间隔一定距离的滑动轮组，两个滑动轮组分别包含两个竖直设置的滑动轮9-7～9-10，其中滑动轮9-8和滑动轮9-10作为卷轴绕有柔性合成编码mask。当测试开始的时，四个滑动轮都按照顺时针的方向(或逆时针的方向)转动，滑动轮9-8上的合成编码mask环被传动依次通过9-7、9-9和9-10，最终合成编码mask环都会转到9-10上；下次测试的时候合成编码mask环会按逆时针方向(或者顺时针方向)转动到9-8上。

之所以在该模块上设定4个滑动轮而不是直接用9-7和9-9是以防某个滑动轮上的mask过多而另一个上的过少产生的成像上mask平面的倾斜。

本实施例的方法要求在每个探测器前都要安装一个独立的合成编码mask模块，由于此种方法的mask模块占地更小因此可以进一步的压缩系统的大小，同时可以根据要求更换mask卷轴的大小，操作较灵活。但是这种方法无法充分利用mask模块，在一个系统中必须重复做两个mask卷轴，从而增加了成本。即使是做两个不同的mask卷轴，在两个探测器前交换使用也会造成系统的不稳定性且增加成像时间。

实施例四

本实施例四中，和实施例一相同的结构给予相同的符号，并省略相同的说明。

图4为本实施例四中的多功能太赫兹波成像系统的结构示意图。

如图4所示，多功能太赫兹波成像系统300中的第一空间调制单元以及第二空间调制单元均为一种基于电控太赫兹波空间调制器的mask转换模块，该升级版合成编码mask模块由两个同类型的电控太赫兹波空间调制器12-1以及太赫兹波空间调制器12-2组成。

采用此类电控空间调制器可以实现快速的mask切换。用于替换图2的合成编码mask环和图3中的卷轴式的mask模块时，可以进一步提升成像速率。不同于前面的机械式控制方法，此方法成本上会有所增加，特别是在需要使用大面积电控太赫兹波空间调制器情况下。

实施例五

本实施例五中，和实施例一相同的结构给予相同的符号，并省略相同的说明。

图5为本实施例五中的多功能太赫兹波成像系统的结构示意图。

如图5所示，多功能太赫兹波成像系统400中，第一空间调制单元和第二空间调制单元合为一体，为基于光控方式的掩膜转换模块。该基于光控方式的掩膜转换模块包括：高功率投影仪13，用于出射投影光束，投影仪中的投影图案中包含允许太赫兹波透过的黑色像素以及不允许太赫兹波透过的白色像素，投影仪通过变换投影图案，形成成像编码；准直透镜14，设置于投影光束的光路上，用于准直投影光束；分束器15，用于将经过准直的投影光束分成透射光束和反射光束；反射镜组16，包含第一反射镜16-1以及第二反射镜16-2，第一反射镜16-1位于载物台6的后方，第二反射镜16-2位于分束部3的下方，第一反射镜16-1用于反射光束，第二反射镜16-2用于反射透射光束；高阻硅组件17，包括分别设置于第一反射镜16-1的后方以及第二反射镜16-2的下方的第一高阻硅17-1以及第二高阻硅17-2，用于吸收经第一反射镜16-1以及第二反射镜16-2反射的光束，产生光生载流子，进而改变电导特性，最终在受光区域对途经的太赫兹波进行屏蔽。

使用时，投影仪13出射的投影光束经过准直透镜14准直后由分束器15分成两束，一束透射，一束反射，分别经过第一反射镜16-1以及第二反射镜16-2反射后照射到第一高阻硅17-1以及第二高阻硅17-2中，由于第一高阻硅17-1以及第二高阻硅17-2吸收入射的控制光而产生光生载流子，进而改变电导特性，最终在受光区域对途经的太赫兹波进行屏蔽。投影仪13中的投影图案中包含允许所述太赫兹波透过的黑色像素以及不允许太赫兹波透过的白色像素，投影仪通过变换投影图案，形成成像编码。

光控方案的成像速率要高于电控的和机械式的，不足则在于成本以及体积要超过前面几种方案。

实施例一～实施例五的作用与效果

实施例提供了一种多功能太赫兹波成像系统以及成像方法，利用现有太赫兹波探测器模块来实现对被测物所携带的太赫兹波信号的收集与提取。相对于现有技术，五个实施例的有益效果在于：

(1)借助压缩感知以及相干断层扫描成像技术，实现利用单个系统完成太赫兹波平面成像和太赫兹波相干3D成像，进而达到全面的获取被测物体信息的目的，同时减少了实验的时间和成本，避免了因为在不同条件下成像而对图像分析产生的失误；

(2)通过利用连续的合成编码掩膜版(mask)环，避免了耗时的掩膜版更换方法，进一步降低了实验的时间，同时由于两个太赫兹探测器利用了同一个mask环，因此有效降低了系统的成本；

(3)由于获取相干3D图像的时间较长，而获取太赫兹波平面图像的时间较短，可以获取更多的太赫兹平面图像信息。由压缩传感理论可知使用的掩膜版越多，最终的成像将越清晰，因此，最后获得图像也更加清晰。如果单次成像的结果已经足够获得清晰的图像，那么我们可以采用优中选优的理念，利用计算机通过数字图像处理的方法获得其中最清晰的太赫兹平面图像作为最终的平面图像测量结果。无论是哪种处理数据的方法，我们都可以在获取相干太赫兹波3D图像的同时，在不额外增加实验时间的情况下获取清晰的太赫兹平面透射图像。

本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所述的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (10)

1.一种多功能太赫兹波成像系统，用于同时获取待检样品的太赫兹平面图像以及太赫兹三维图像，其特征在于，包括：

太赫兹波发射部，包括太赫兹波发射器以及光分散单元，所述太赫兹波发射器用于发射太赫兹波，所述光分散单元用于将所述太赫兹波分散成平行波；

分束部，设置于所述太赫兹波光路上，用于将所述太赫兹波分成相互垂直的第一光束和第二光束；

平面图像获取部，设置于所述第一光束的光路上，用于获取所述待检样品的平面太赫兹波图像信息；

相干截面图像获取部，设置于所述第二光束的光路上，用于获取所述待检样品不同深度截面的太赫兹波图像信息；

成像处理及显示部，用于处理所述平面太赫兹波图像信息，构建出所述待检样品的太赫兹平面图像；并且用于处理所述待检样品不同深度的截面的太赫兹波图像信息，构建出相干截面图像，同时将所有的所述相干截面图像进行合成，获取所述待检样品的太赫兹三维图像；以及

控制部，用于控制所述太赫兹波发射部、所述分束部、所述平面图像获取部、所述相干截面图像获取部以及所述成像处理及显示部。

2.根据权利要求1所述的多功能太赫兹波成像系统，其特征在于：

其中，所述平面图像获取部包括依次设置的：

载物台，为中间带有方形孔的金属块，所述方形孔用于承载所述待检样品；

第一空间调制单元，用于不断改变所述太赫兹波的透过率，从而获得不同的含有所述待检样品表面信息的太赫兹波；

第一太赫兹波汇聚单元，用于汇聚所述太赫兹波；以及

第一探测器，用于收集被汇聚的所述太赫兹波。

3.根据权利要求1所述的多功能太赫兹波成像系统，其特征在于：

其中，所述相干截面图像获取部包括位于所述分束部上方的可移动式反射单元以及位于所述分束部的下方的第二空间调制单元、第二太赫兹波汇聚单元以及第二探测器，

所述反射单元用于反射所述第二光束中的太赫兹波，经反射的所述第二光束作为参考光与所述第一光束中被所述待检样品反射回且又经所述分束部反射的太赫兹波叠加形成相干光束，所述相干光束穿过所述第二空间调制单元后被所述第二太赫兹波汇聚单元汇聚，而后被所述第二探测器收集，

所述可移动式反射单元，包括移动平台、位于所述移动平台上的反射镜以及带动所述移动平台的步进电机，所述移动平台在所述步进电机的带动下用于改变所述反射镜的前后位置，进而改变所述参考光的光路长度，从而对所述待检样品不同深度的截面进行扫描。

4.根据权利要求1所述的多功能太赫兹波成像系统，其特征在于：

其中，所述分束部为镀有ITO导电层的石英片或玻璃片。

5.根据权利要求2或3所述的多功能太赫兹波成像系统，其特征在于：

其中，所述第一空间调制单元和所述第二空间调制单元合为一体，为呈倒L型的合成编码掩膜板模块，所述合成编码掩膜板模块的竖直部和水平部分别作为所述第一空间调制单元以及所述第二空间调制单元，所述合成编码掩膜板模块包括：

传送底座，也呈倒L型，所述传送底座内部设置有电机；

滑动轮组，包含六个滑动轮，分别设置于所述传送底座的六个角处，和所述电机连接，可在所述电机的带动下进行转动；

合成编码掩膜版环，套在所述六个滑动轮上，并通过所述滑动轮进行传动，实现成像窗口前合成编码掩膜板的更换，

所述合成编码掩膜版环由柔性电路板制成，所述柔性电路板是由金属区域以及非金属区域编织而成的2D平面。

6.根据权利要求2或3所述的多功能太赫兹波成像系统，其特征在于：

其中，所述第一空间调制单元和所述第二空间调制单元合为一体，为呈倒L型的合成编码掩膜板模块，所述合成编码掩膜板模块的竖直部和水平部分别作为所述第一空间调制单元以及所述第二空间调制单元，所述合成编码掩膜板模块包括：

传送底座，也呈倒L型，所述传送底座内部设置有电机；

滑动轮组，包含六个滑动轮，分别设置于所述传送底座的六个角处，和所述电机连接，可在所述电机的带动下进行转动；

合成编码掩膜版环，套在所述六个滑动轮上，并通过所述滑动轮进行传动，实现成像窗口前合成编码掩膜板的更换，

所述合成编码掩膜板环由等大的柔性合成编码掩膜版以及可透太赫兹波的塑料板相间排列组成。

7.根据权利要求2或3所述的多功能太赫兹波成像系统，其特征在于：

其中，所述第一空间调制单元和所述第二空间调制单元相同，均为卷轴式合成编码掩膜板模块，

所述卷轴式合成编码掩膜板模块，包括两个水平设置且间隔一定距离的滑动轮组，两个滑动轮组分别包含两个竖直设置的滑动轮，所述合成编码掩膜版环套在所述四个滑动轮上，在所述四个滑动轮的带动下传动，用于实现多种平面太赫兹波图像信息以及多种不同深度截面的太赫兹波图像信息的获取。

8.根据权利要求2或3所述的多功能太赫兹波成像系统，其特征在于：

其中，所述第一空间调制单元和所述第二空间调制单元为类型相同的电控太赫兹波空间调制器。

9.根据权利要求2或3所述的多功能太赫兹波成像系统，其特征在于：

其中，所述第一空间调制单元和所述第二空间调制单元合为一体，为基于光控方式的掩膜转换模块，所述基于光控方式的掩膜转换模块包括：

投影仪，用于出射投影光束；

准直透镜，设置于所述投影光束的光路上，用于准直所述投影光束；

分束器，用于将经过准直的所述投影光束分成透射光束和反射光束；

反射镜组，包含第一反射镜以及第二反射镜，所述第一反射镜位于所述载物台的后方，所述第二反射镜位于所述分束部的下方，所述第一反射镜用于反射所述反射光束，所述第二反射镜用于反射所述透射光束；

高阻硅组件，包括分别设置于所述第一反射镜的后方以及所述第二反射镜的下方的第一高阻硅以及第二高阻硅，用于吸收经所述第一反射镜以及所述第二反射镜反射的光束，产生光生载流子，

所述投影仪中的投影图案中包含允许所述太赫兹波透过的黑色像素以及不允许所述太赫兹波透过的白色像素，所述投影仪通过变换所述投影图案，形成成像编码，实现对所述太赫兹波的空间调制。

10.一种采用权利要求1所述的多功能太赫兹波成像系统进行太赫兹波成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，采用所述太赫兹发射部发射太赫兹波；

步骤二，采用所述分束部对所述太赫兹波进行分束，将其分成互相垂直的第一光束以及第二光束；

步骤三，采用设置于所述第一光束光路上的所述平面图像获取部获取所述待检样品的平面太赫兹波图像信息，同时采用设置于所述第二光束光路上的所述相干截面图像获取部，获取所述待检样品不同深度截面的太赫兹波图像信息；

步骤四，采用所述成像处理及显示部，处理所述平面太赫兹波图像信息，构建出所述待检样品的太赫兹平面图像；以及处理所述待检样品不同深度的截面的太赫兹波图像信息，构建出相干截面图像，同时将所有的所述相干截面图像进行合成，获取所述待检样品的太赫兹三维图像。