CN116879169A - 一种太赫兹无透镜相干成像中干涉噪声抑制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种太赫兹无透镜相干成像中干涉噪声抑制系统，涉及太赫兹成像技术领域，该系统包括：太赫兹光源、成像目标放置器、散射介质和太赫兹相机；成像目标存放器用于放置成像目标；太赫兹光源出射太赫兹波后，先后经过成像目标和散射介质，并被太赫兹相机接收；其中，散射介质在图像采集过程中保持运动状态。本发明能够解决传统太赫兹无透镜相干成像系统中存在的太赫兹波在探测器窗口与成像目标之间来回反射造成的干涉噪声。
Description
技术领域
本发明涉及太赫兹成像领域，特别是涉及一种太赫兹无透镜相干成像中干涉噪声抑制系统。
背景技术
在太赫兹无透镜相干成像系统中，由于采用相干太赫兹光源，存在太赫兹波在探测器窗口与成像目标之间来回反射造成的干涉干扰。这个噪声叠加在图像上，降低了图像信噪比，阻碍了高质量的重建。特别是对于具有较高反射率的样品，例如金属样品、以石英、硅片等较高折射率为基底的样品，这一噪声非常明显。在可见光波段，探测器窗口主要起保护作用，通常在相干光成像中被去掉，而在太赫兹波段，现有的灵敏探测阵列主要基于非制冷微测热辐射计阵列，窗口与探测器阵列采用真空封装，不能取下。为窗口镀增透膜是改善这一干扰的方法之一，但在宽带上实现高效率增透仍是一个挑战；当前的方法是将物体倾斜放置，然后在重建过程中进行数值校正。但是角度参数估计以及数字校正的引入提高了重建复杂度。更大问题的是倾斜放置下，记录距离提高，数值孔径下降，从而降低了成像分辨率。
发明内容
本发明的目的是提供一种太赫兹无透镜相干成像中干涉噪声抑制系统，能够解决传统太赫兹无透镜相干成像系统中存在的太赫兹波在探测器窗口与成像目标之间来回反射造成的干涉噪声。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种太赫兹无透镜相干成像中干涉噪声抑制系统，包括：太赫兹光源、成像目标放置器、散射介质和太赫兹相机；所述成像目标存放器用于放置成像目标；
所述太赫兹光源出射太赫兹波后，先后经过所述成像目标和所述散射介质，被所述太赫兹相机接收；其中，所述散射介质在图像采集过程中保持运动状态。
可选地，所述散射介质位于所述成像目标放置器与所述太赫兹相机之间。
可选地，所述散射介质在太赫兹波段具有穿透性且可对太赫兹波进行散射。
可选地，所述太赫兹光源为相干太赫兹源。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提出了在物面和太赫兹相机窗口之间介入散射介质，在不降低成像分辨率及不增加数字重建算法复杂度的情况下，很好抑制了系统中照明光多次反射产生的干涉条纹，使得重建图像质量显著提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种太赫兹无透镜相干成像系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的物面衍射光强图和无透镜相干衍射重建结果图；图2的(a)部分为无散射面时的物面衍射光强图；图2的(b)部分为在采集过程中引入移动纸巾后获得的衍射光强图像；图2的(c)部分为图2的(a)部分的无透镜相干衍射重建结果图；图2的(d)部分为图2的(b)部分的无透镜相干衍射重建结果图。
1.太赫兹光源；2.太赫兹波；3.成像目标；4.散射介质；5.太赫兹相机；6.通光窗口片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本实施例提供的一种太赫兹无透镜相干成像中干涉噪声抑制系统，包括：太赫兹光源1、成像目标放置器、散射介质4和太赫兹相机5；所述成像目标存放器用于放置成像目标3。所述太赫兹光源1出射太赫兹波2后，先后经过所述成像目标3和所述散射介质4，被所述太赫兹相机5接收。
在本实施例中，所述散射介质4位于所述成像目标放置器与所述太赫兹相机5之间。所述散射介质4在图像采集过程中保持运动状态。
所述散射介质4可被太赫兹穿透且能够对太赫兹波2进行散射，可选材料包括纺织品，多孔聚合物泡沫，纸张等。
所述太赫兹相机5的敏感面一般都需要密封工作，因此通常需要一个通光窗口片6密封，即在所述太赫兹相机5接收信号的一面，开设有通光窗口片6。该通光窗口片6具有较高的太赫兹透过率，且该通光窗口片6对太赫兹波也有一定的反射。
所述太赫兹光源1为太赫兹量子级联激光器(THz-QCL)、光泵浦太赫兹气体激光器(OPTL)等具有较高平均功率的相干太赫兹源，可用太赫兹相机探测。
图2的(a)部分为无散射面时的物面衍射光强图，可见存在明暗相间的干涉条纹，对衍射图像形成了干扰。图2的(b)部分为在采集过程中引入移动纸巾后获得的图像，干涉条纹噪声得到较好的抑制，衍射特征清晰，图像质量得到明显改善。图2的(c)部分为图2的(a)部分的重建结果图，图2的(d)部分为图2的(b)部分的重建结果图，从重建结果可以更直观地看到图像成像质量的改善。
在太赫兹无透镜相干成像系统中，存在相干太赫兹波在探测器窗口与成像目标之间来回反射造成的干涉干扰。这个噪声叠加在衍射图像上，降低了图像信噪比，阻碍了高质量的重建。特别是对于具有较高反射率的样品，例如金属样品、以石英、硅片等较高折射率为基底的样品，这一噪声非常明显。当前的方法是将物体倾斜放置，然后在重建过程中进行数值校正。但是角度参数估计以及数字校正的引入提高了重建复杂度。更大问题的是倾斜放置下，记录距离提高，数值孔径下降，从而降低了成像分辨率。本发明在传统太赫兹无透镜相干成像系统基础上，引入移动散射介质，可以抑制太赫兹波在样品与探测器窗口之间来回反射造成的干涉噪声，提高衍射图像质量。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (4)
1.一种太赫兹无透镜相干成像中干涉噪声抑制系统，其特征在于，包括：太赫兹光源、成像目标放置器、散射介质和太赫兹相机；所述成像目标存放器用于放置成像目标；
所述太赫兹光源出射太赫兹波后，先后经过所述成像目标和所述散射介质，被所述太赫兹相机接收；其中，所述散射介质在图像采集过程中保持运动状态。
2.根据权利要求1所述的一种太赫兹无透镜相干成像中干涉噪声抑制系统，其特征在于，所述散射介质位于所述成像目标放置器与所述太赫兹相机之间。
3.根据权利要求1所述的一种太赫兹无透镜相干成像中干涉噪声抑制系统，其特征在于，所述散射介质在太赫兹波段具有穿透性且可对太赫兹波进行散射。
4.根据权利要求1所述的一种太赫兹无透镜相干成像中干涉噪声抑制系统，其特征在于，所述太赫兹光源为相干太赫兹源。
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