CN217819022U - 一种太赫兹信号接收模组及太赫兹成像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种太赫兹信号接收模组及太赫兹成像装置，其中，该太赫兹信号接收模组包括：太赫兹超透镜阵列、太赫兹转折透镜以及太赫兹传感器阵列；太赫兹超透镜阵列为弧形结构，用于接收太赫兹信号，并将太赫兹信号聚焦射入太赫兹转折透镜；太赫兹转折透镜设置在太赫兹超透镜阵列的凹侧，用于将聚焦射入的太赫兹信号投射至太赫兹传感器阵列；太赫兹传感器阵列设置在太赫兹转折透镜的出光侧，用于将射入的太赫兹信号转成数字信号。本实用新型实施例提供的太赫兹信号接收模组，其中弧形结构的太赫兹超透镜阵列接收太赫兹信号能扩大视场角，结构简单，体量和成本均得到减小，更易实现宽带太赫兹成像，也更适合在空天平台搭载。

Description

一种太赫兹信号接收模组及太赫兹成像装置

技术领域

本实用新型涉及太赫兹技术领域，具体而言，涉及一种太赫兹信号接收模组及太赫兹成像装置。

背景技术

太赫兹波频率范围为0.1-10THz，位于微波波段和红外波段之间。太赫兹成像系统可以比微波成像系统获得更高的空间分辨率，其更容易实现小型化，更适合在空天平台搭载；并且，太赫兹成像系统比红外成像系统更容易穿透烟、雾等，更易实现目标成像，其有更好的全天候观测能力。因此太赫兹成像探测技术被用以弥补现有技术的频域盲区，可以提升目标识别与跟踪能力。

通常情况下，长时间对广域范围实行动态监视往往需要大视场成像技术。在现有技术中，大部分太赫兹成像系统需要机械扫描的方式来获取大视场，其系统复杂，体积大而且成像速度慢；或者，现有的太赫兹成像系统采用传统透镜成像，但因其接收端采用传统透镜，导致具有该接收端的太赫兹成像系统体积仍然较大，重量仍然较重，成本较高。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型实施例的目的在于提供一种太赫兹信号接收模组及太赫兹成像装置。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种太赫兹信号接收模组，包括：太赫兹超透镜阵列、太赫兹转折透镜以及太赫兹传感器阵列；所述太赫兹超透镜阵列为弧形结构，用于接收太赫兹信号，并将所述太赫兹信号聚焦射入所述太赫兹转折透镜；所述太赫兹转折透镜设置在所述太赫兹超透镜阵列的凹侧，用于将聚焦射入的所述太赫兹信号投射至所述太赫兹传感器阵列；所述太赫兹传感器阵列设置在所述太赫兹转折透镜的出光侧，用于将射入的所述太赫兹信号转成数字信号。

可选地，太赫兹转折透镜为超透镜。

可选地，太赫兹超透镜阵列包括多个太赫兹超透镜，每个所述太赫兹超透镜用于接收相应的视场角内的太赫兹信号；所述太赫兹传感器阵列包括多个太赫兹传感器，每个所述太赫兹传感器用于将相应的太赫兹超透镜所接收的太赫兹信号转成相应的数字信号。

可选地，太赫兹超透镜包括：平面太赫兹超透镜，或者，曲面太赫兹超透镜。

可选地，至少部分所述太赫兹超透镜的焦距不同。

可选地，太赫兹超透镜包括：基底和在所述基底一侧设置的纳米结构；多个所述基底能够使所述太赫兹超透镜阵列形成所述弧形结构；所述纳米结构的相位满足：

其中，λ表示射入所述太赫兹超透镜的太赫兹信号的波长，(x,y)表示所述纳米结构在所述太赫兹超透镜上的位置；f表示所述太赫兹超透镜的焦距。

可选地，纳米结构由相变材料制成；且至少部分所述纳米结构在光激励或电激励的作用下能够改变所述太赫兹超透镜的焦距。

可选地，相变材料为锗锑碲。

可选地，太赫兹超透镜还包括：相变材料层、第一电极层和第二电极层；所述第一电极层填充于所述纳米结构的周围，所述第一电极层的高度低于所述纳米结构的高度；所述相变材料层设置在所述第一电极层远离所述基底的一侧，且填充于所述纳米结构的周围，所述第一电极层与所述相变材料层的高度之和大于或等于所述纳米结构的高度；所述第二电极层设置于所述相变材料层远离所述基底的一侧；所述第一电极层以及所述第二电极层用于对所述相变材料层施加电激励，所述相变材料层能够根据所述电激励改变所述太赫兹超透镜的焦距。

可选地，基底、所述相变材料层、所述第一电极层以及所述第二电极层在工作波段半透明或透明。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种太赫兹成像装置，包括：如上任一所述的太赫兹信号接收模组、信号处理单元和电源；所述电源用于向所述太赫兹信号接收模组中的所述太赫兹传感器阵列以及所述信号处理单元供电；所述信号处理单元用于接收所述太赫兹传感器阵列传输的数字信号，并将所述数字信号进行处理得到目标图像，所述目标图像表示所述太赫兹信号接收模组所接收的太赫兹信号对应的图像。

本实用新型实施例上述第一方面提供的方案中，通过采用弧形结构的太赫兹超透镜阵列接收太赫兹信号，能够扩大其视场角；相较于现有技术中需要利用机械扫描的方式来获取大视场的太赫兹成像系统，或者利用传统微透镜阵列实现太赫兹信号接收的装置，该太赫兹信号接收模组结构简单，体积、重量和成本均得到减小，更容易实现宽带太赫兹成像，也更适合在空天平台搭载；并且，该太赫兹信号接收模组所采用的太赫兹超透镜阵列比传统微透镜阵列更容易消除色差，例如，可以采用与红外可见光消除色差的方式相类似的方法，利用太赫兹超透镜阵列消除宽带太赫兹信号所带来的色差。

本实用新型实施例上述第二方面提供的方案中，基于具有太赫兹超透镜阵列的太赫兹信号接收模组，可以使该太赫兹成像装置整体体积变小，更加轻薄，且该太赫兹成像装置视场角更大，其成像效果更好，更适合在空天平台搭载。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的一种太赫兹信号接收模组的示意图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的太赫兹信号接收模组中，太赫兹超透镜与视场角的原理示意图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的太赫兹信号接收模组中，太赫兹超透镜为曲面太赫兹超透镜的示意图；

图4示出了本实用新型实施例所提供的太赫兹信号接收模组中，太赫兹超透镜为平面太赫兹超透镜的放大示意图；

图5示出了本实用新型实施例所提供的太赫兹信号接收模组中，太赫兹超透镜为曲面太赫兹超透镜的放大示意图；

图6示出了本实用新型实施例所提供的太赫兹信号接收模组中，一种可调焦距的太赫兹超透镜的结构示意图；

图7示出了本实用新型实施例所提供的一种太赫兹成像装置的示意图。

图标：

1-太赫兹信号接收模组、2-信号处理单元、3-电源、11-太赫兹超透镜阵列、12-太赫兹转折透镜、13-太赫兹传感器阵列、111-太赫兹超透镜、131-太赫兹传感器、1111-基底、1112-纳米结构、1113-相变材料层、1114-第一电极层、1115-第二电极层。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供了一种太赫兹信号接收模组，参见图1所示，该太赫兹信号接收模组包括：太赫兹超透镜阵列11、太赫兹转折透镜12以及太赫兹传感器阵列13，且上述三部分在图1中由上至下依次设置，图1额外示出了用于将三者封装为一整体结构的支撑架构，本实用新型实施例中，即便没有设置该支撑架构，也不影响该太赫兹信号接收模组的正常使用。

如图1所示，太赫兹超透镜阵列11为弧形结构，用于接收太赫兹信号，并将太赫兹信号聚焦射入太赫兹转折透镜12；太赫兹转折透镜12设置在太赫兹超透镜阵列11的凹侧，用于将聚焦射入的太赫兹信号投射至太赫兹传感器阵列13；太赫兹传感器阵列13设置在太赫兹转折透镜12的出光侧，用于将射入的太赫兹信号转成数字信号。

本实用新型实施例所提供的太赫兹信号接收模组中，采用弧形结构的太赫兹超透镜阵列11接收太赫兹信号，该弧形结构的太赫兹超透镜阵列11具体可以是球形曲面结构。其中，该弧形结构的太赫兹超透镜阵列11的凸侧表面(如图1中太赫兹超透镜阵列11的上侧表面)为其入光侧表面，用于接收太赫兹信号；相应地，该弧形结构的太赫兹超透镜阵列11的凹侧表面(如图1中太赫兹超透镜阵列11的下侧表面)为其出光侧表面，用于将射入的太赫兹信号聚焦射向设置于该太赫兹超透镜阵列11出光侧的太赫兹转折透镜12中。

本实用新型实施例中，太赫兹转折透镜12是针对太赫兹信号的透镜，其可以是传统的球面或非球面透镜，以实现将射入其中的太赫兹信号投射向位于其出光侧(如图1中太赫兹转折透镜12的下侧)的太赫兹传感器阵列13；其中，经该太赫兹转折透镜12能够使射出的太赫兹信号更加分散和均匀地射在太赫兹传感器阵列13上。可选地，该太赫兹转折透镜12为超透镜。本实用新型实施例采用超透镜作为太赫兹转折透镜12，能够使该太赫兹信号接收模组进一步实现轻薄化，且能够进一步降低传统球面或非球面透镜所带来的较高成本。在本实用新型实施例中，太赫兹传感器阵列13能够对所接收到的太赫兹信号进行调制转换，例如，将以光信号形式射入其中的太赫兹信号转换为数字信号的形式，具体地，该太赫兹传感器阵列13可以先将太赫兹信号转成中频或基带信号，并最终转成数字信号。其中，太赫兹传感器阵列13可以是辐射热测量计(bolometer)，或者，其也可以是由肖特基二极管组成的太赫兹探测芯片阵列等，本实用新型实施例对此不做限定。

本实用新型实施例所提供的太赫兹信号接收模组，通过采用弧形结构的太赫兹超透镜阵列11接收太赫兹信号，能够扩大其视场角；相较于现有技术中需要利用机械扫描的方式来获取大视场的太赫兹成像系统，或者利用传统微透镜阵列实现太赫兹信号接收的装置，该太赫兹信号接收模组结构简单，体积、重量和成本均得到减小，更容易实现宽带太赫兹成像，也更适合在空天平台搭载。并且，该太赫兹信号接收模组所采用的太赫兹超透镜阵列11比传统微透镜阵列而言更容易消除色差，例如，可以采用与红外可见光消除色差的方式相类似的方法，利用太赫兹超透镜阵列11消除宽带太赫兹信号所带来的色差。

可选地，参见图2所示，太赫兹超透镜阵列11包括多个太赫兹超透镜111，每个太赫兹超透镜111用于接收相应的视场角内的太赫兹信号；太赫兹传感器阵列13包括多个太赫兹传感器131，每个太赫兹传感器131用于将相应的太赫兹超透镜111所接收的太赫兹信号转成相应的数字信号。

其中，多个太赫兹超透镜111以阵列式排布构成太赫兹超透镜阵列11，每一个太赫兹超透镜111负责收集其所对应的视场角内所入射的太赫兹信号。如图2所示，位于(m,n)处的太赫兹超透镜111负责收集(θ_m,n,γ_m,n)方向的太赫兹信号，即以太赫兹转折透镜12所在平面为极坐标平面，以太赫兹转折透镜12的中心为原点，以过该原点垂直于太赫兹转折透镜12表面且方向为远离太赫兹传感器阵列13的方向的轴为z轴，构建坐标系；其中，θ_m,n表示该太赫兹超透镜111负责收集的方向在上述坐标系中的角坐标，γ_m,n表示与正向z轴之间的夹角。

本实用新型实施例中，不同太赫兹超透镜111将各自所对应的视场角内的太赫兹信号聚焦射向太赫兹转折透镜12，并经过该太赫兹转折透镜12投射向太赫兹传感器阵列13的不同位置。其中，由于该太赫兹传感器阵列13是由多个太赫兹传感器131以阵列式排布而成，每个太赫兹传感器131能够分别设置在该太赫兹传感器阵列13的不同位置；换句话说，不同太赫兹超透镜111所接收的太赫兹信号，经太赫兹转折透镜12后分别投射向不同太赫兹传感器131中，本实用新型实施例可以令多个太赫兹超透镜111与多个太赫兹传感器131形成一一对应的映射关系，这样即可令每个太赫兹超透镜111所接收的太赫兹信号针对性地射向与其相对应的太赫兹传感器131中，由相应的太赫兹传感器131对该太赫兹信号进行转换(如将该太赫兹信号由光信号转为数字信号)。

本实用新型实施例通过不同太赫兹超透镜111接收不同方向的太赫兹信号，并最终将不同方向射入的太赫兹信号射入相应的太赫兹传感器131中(中间经过太赫兹转折透镜12的调制)，使得该太赫兹信号接收模组能够实现多通道接收的功能(如每一个太赫兹超透镜111对应一个通道)，且由太赫兹传感器阵列13所接收的不同角度的太赫兹信号可以实现不重叠的效果，从而避免不同角度入射的太赫兹信号在太赫兹传感器阵列13上的投射呈现出很集中且不均匀的情况(如中间密集重叠、边缘稀疏的情况)，这样分散地射向相应的太赫兹传感器131，可以避免后续对不同方向的太赫兹信号的复杂处理，例如，需利用复杂的图像算法或者滤波器将重叠在一起的不同方向射入的太赫兹信号进行分离。

可选地，参见图2或图3所示，太赫兹超透镜111包括：平面太赫兹超透镜，或者，曲面太赫兹超透镜。其中，图2示出了太赫兹超透镜111为平面太赫兹超透镜的情况；图3示出了太赫兹超透镜111为曲面太赫兹超透镜的情况。

如图2所示，太赫兹超透镜111可以是平面结构，即平面太赫兹超透镜；换句话说，太赫兹超透镜阵列11可以是由多个平面太赫兹超透镜(太赫兹超透镜111)拼接而成，例如，多个平面太赫兹超透镜拼接组合得到近似球形曲面的弧形结构，即得到该太赫兹超透镜阵列11。或者，如图3所示，太赫兹超透镜111可以是曲面结构，即直接采用多个曲面太赫兹超透镜(太赫兹超透镜111)拼接组合得到弧形结构(如球形曲面)的太赫兹超透镜阵列11；其中，曲面太赫兹超透镜(太赫兹超透镜111)与曲面太赫兹超透镜阵列11的曲率可以是一致的。

本实用新型实施例可以基于两种不同结构(平面或曲面)的太赫兹超透镜111分别得到太赫兹超透镜阵列11，可以根据实际所需(如生产成本或加工工艺等)进行针对性地选取生产该太赫兹信号接收模组。

可选地，至少部分太赫兹超透镜111的焦距不同。

其中，在该太赫兹超透镜阵列11所包括的多个太赫兹超透镜111中，可以令全部太赫兹超透镜111的焦距均不相同，也可以只有部分太赫兹超透镜111的焦距互不相同，使得该太赫兹超透镜阵列11中有至少部分太赫兹超透镜111对应的视场角与其他太赫兹超透镜111对应的视场角大小不同，例如，该太赫兹超透镜阵列11包括10个太赫兹超透镜111，令位于两端与中央位置处的太赫兹超透镜111的焦距较小，使得两端与中央位置处对应的视场角较大，以令该太赫兹信号接收模组进一步获得更大的视场角。

可选地，参见图4或图5所示，太赫兹超透镜111包括：基底1111和在基底1111一侧设置的纳米结构1112；其中，图4示出了当太赫兹超透镜111为平面太赫兹超透镜的情况；图5示出了当太赫兹超透镜111为曲面太赫兹超透镜的情况。

如图2或图3所示，多个基底1111能够使太赫兹超透镜阵列11形成弧形结构；纳米结构1112的相位满足：

其中，λ表示射入太赫兹超透镜111的太赫兹信号的波长，(x,y)表示纳米结构1112在太赫兹超透镜111上的位置；f表示太赫兹超透镜111的焦距。

本实用新型实施例中，无论太赫兹超透镜111为平面太赫兹超透镜，或者太赫兹超透镜111为曲面太赫兹超透镜，每一个太赫兹超透镜111对其所接收方向入射的太赫兹信号均具有一定的会聚功能，而通过每一个太赫兹超透镜111所具有的纳米结构1112可以实现该会聚功能，其中，纳米结构1112设置在基底1111的一侧表面，即每一个太赫兹超透镜111均具有基底1111和纳米结构1112。具体地，该基底1111可以选用太赫兹低损耗(高透过率)的材料，如石英玻璃、高阻硅、聚酰亚胺、PDMS(聚N,N-二甲基丙烯酰胺材料)、SU8(一种基于环氧的光刻胶材料)、PMMA(Polymethyl methacrylate，有机玻璃)、PET(Polyethyleneterephthalate，聚对苯二甲酸类塑料)、BCB(苯并环丁烯)、Al₂O₃(氧化铝)或MgO(氧化镁)等；该纳米结构1112可以为全介质或等离子结构单元，在太赫兹波段具有高透过率和高折射率，可选的材料包括：高阻硅或氮化硅等介质；或者，金、银、铜、铝或铂等金属。

如图4所示，在太赫兹超透镜111为平面太赫兹超透镜的情况下，其基底1111为平面基底，纳米结构1112设置在该平面基底的一侧表面，多个该太赫兹超透镜111(平面太赫兹超透镜)所具有的基底1111(平面基底)能够拼接形成弧形结构的太赫兹超透镜阵列11，例如，可以直接进行多个基底1111的拼接，或者，也可以将多个基底1111贴合在具有弧形结构的透明衬底(如透明玻璃)的表面，使其形成具有弧形结构的太赫兹超透镜阵列11(如图1所示)，本实用新型实施例对此不做限定。

如图5所示，在太赫兹超透镜111为曲面太赫兹超透镜的情况下，其基底1111为曲面基底，纳米结构1112设置在该曲面基底的一侧表面，且每个纳米结构1112均垂直于该基底1111设置；多个该太赫兹超透镜111(曲面太赫兹超透镜)所具有的基底1111(曲面基底)同样能够直接拼接形成弧形结构的太赫兹超透镜阵列11，例如，可以直接将多个基底1111进行拼接，或者，也可以将多个基底1111贴合在具有弧形结构的透明衬底(如透明玻璃)的表面，使其形成具有弧形结构的太赫兹超透镜阵列11(如图3所示)，本实用新型实施例对此不做限定。

其中，在焦距为f的太赫兹超透镜111中，位于(x,y)处的纳米结构1112(如，以该太赫兹超透镜111所在平面构建二维坐标系，以该太赫兹超透镜111的中心为原点，横坐标为x且纵坐标为y处对应的纳米结构1112)的相位满足上述公式：

的情况下，可以实现将相应方向入射的波长为λ的太赫兹信号进行会聚的功能。

可选地，纳米结构1112由相变材料制成；且至少部分纳米结构1112在光激励或电激励的作用下能够改变太赫兹超透镜111的焦距。可选地，相变材料为锗锑碲。

本实用新型实施例中，纳米结构1112的材料可以是相变材料，例如，锗锑碲(GST，GeSbTe)，即锗锑碲化物(Ge_XSB_YTE_Z)，碲化锗(Ge_XTE_Y)，碲化锑(Sb_XTE_Y)，银锑碲化物(Ag_XSB_YTE_Z)等，例如，Ge₂Sb₂Te₅。GST具有实现相变能量要求低、相变可逆等特点，在不同光能照射(光激励)下，或者不同的电压(电激励)下，GST可以实现晶态相和非晶态相间的可逆相变，本实用新型实施例可以利用GST晶态和非晶态折射率的不同从而实现对太赫兹超透镜111上相位分布(至少部分纳米结构1112的相位)的调节。

可选地，参见图6所示，太赫兹超透镜111还包括：相变材料层1113、第一电极层1114和第二电极层1115；第一电极层1114填充于纳米结构1112的周围，第一电极层1114的高度低于纳米结构1112的高度；相变材料层1113设置在第一电极层1114远离基底1111的一侧，且填充于纳米结构1112的周围，第一电极层1114与相变材料层1113的高度之和大于或等于纳米结构1112的高度；第二电极层1115设置于相变材料层1113远离基底1111的一侧；第一电极层1114以及第二电极层1115用于对相变材料层1113施加电激励，相变材料层1113能够根据电激励改变太赫兹超透镜111的焦距。

如图6所示，图6为该太赫兹超透镜111为平面太赫兹超透镜的示意图。太赫兹超透镜111除基底1111和纳米结构1112以外，还包括有相变材料层1113、第一电极层1114和第二电极层1115。其中，第一电极层1114可以是正电极层、第二电极层1115可以是负电极层；或者，第一电极层1114可以是负电极层、第二电极层1115可以是正电极层，本实用新型实施例对此不做限定。可选地，基底1111、相变材料层1113、第一电极层1114以及第二电极层1115在工作波段半透明或透明，即基底1111、相变材料层1113、第一电极层1114以及第二电极层1115对于太赫兹信号所对应的太赫兹波段具有高透过率。

具体地，纳米结构1112的高度可以是统一的，在该太赫兹超透镜111所具有的多个纳米结构1112的周围(如两个纳米结构1112之间的间隙)填充有第一电极层1114，该第一电极层1114的高度比每个纳米结构1112的高度要低，例如，该第一电极层1114的高度可以是纳米结构1112高度的二分之一。在该第一电极层1114远离基底1111的一侧(如图6所示第一电极层1114的上侧)，填充有相变材料层1113，该相变材料层1113与第一电极层1114一样也是填充在多个纳米结构1112的周围，其高度与第一电极层1114的高度相加所得到的高度之和可以大于该纳米结构1112的高度，或者，该高度之和也可以等于该纳米结构1112的高度；其中，该相变材料层1113的上表面不低于纳米结构1112的上表面，以避免纳米结构1112接触到第二电极层1115；其中，该相变材料层1113所选用的相变材料也可以是锗锑碲(GST，GeSbTe)，例如，Ge₂Sb₂Te₅。

在该相变材料层1113远离基底1111的一侧(如图6所示相变材料层1113的上侧)设置有第二电极层1115，该第二电极层1115与第一电极层1114分别位于该相变材料层1113的两侧，用于对该相变材料层1113施加电压，即施加电激励，其中，该相变材料层1113在接收到第一电极层1114与第二电极层1115所施加的电压(电激励)后，相变材料层1113的相变状态会发生改变，从而可以使太赫兹超透镜111的焦距发生改变。

需要说明的是，当太赫兹超透镜111为曲面太赫兹超透镜时，同样可以具有如上所述的多层结构，使其成为焦距可调的太赫兹超透镜111；该种情况下，填充于纳米结构1112周围的第一电极层1114、相变材料层1113以及第二电极层1115的曲率均与基底1111(曲面基底)的曲率一致，使得第一电极层1114、相变材料层1113、第二电极层1115以及基底1111可以更好地贴合。

本实用新型实施例所使用的太赫兹信号接收模组中，太赫兹超透镜阵列11所包括的太赫兹超透镜111可以在电激励的作用下，改变其所具有的相变材料层1113的状态(如晶态或非晶态)，从而使得该太赫兹超透镜111的焦距发生变化；使得该太赫兹超透镜111能够通过焦距大小的改变，调节其所接收太赫兹信号的视场角大小，进一步调整该太赫兹信号接收模组的视场角，以达到最好的显示效果且自由度更高。

本实用信息型实施例还提供了一种太赫兹成像装置，参见图7所示，该太赫兹成像装置包括：上述任意一种太赫兹信号接收模组1、信号处理单元2和电源3；电源3用于向太赫兹信号接收模组1中的太赫兹传感器阵列13以及信号处理单元2供电；信号处理单元2用于接收太赫兹传感器阵列13传输的数字信号，并将数字信号进行处理得到目标图像，目标图像表示太赫兹信号接收模组1所接收的太赫兹信号对应的图像。

如图7所示，在本实用新型实施例所提供的太赫兹成像装置中，电源3与太赫兹信号接收模组1以及信号处理单元2分别连接，例如，可以是直接通过电源线将电源3与太赫兹信号接收模组1以及信号处理单元2分别相连，以实现令电源3分别向太赫兹信号接收模组1和信号处理单元2供电的功能。其中，信号处理单元2可以与太赫兹传感器阵列13相连，如无线连通或者直接通过实际传输线进行连通；太赫兹传感器阵列13可以将所接收到的、已转换为由数字信号形式呈现的太赫兹信号传输至信号处理单元2；需要说明的是，太赫兹传感器阵列13中的每一个太赫兹传感器131可以分别将各自所转换得到的数字信号传输至信号处理单元2中，该信号处理单元2分别将每一个太赫兹传感器131所传输的数字信号对应转换为图像子图，并可以利用图像融合算法将各个图像子图拼接成一个完整的图像，得到太赫兹信号接收模组1所接收的太赫兹信号对应的目标图像，该目标图像可用于后续的实时目标检测和跟踪。需要说明的是，本实用新型实施例并未对上述提及的图像融合算法与后续的实时目标检测和跟踪的方式进行任何改进。

本实用新型实施例中，基于具有太赫兹超透镜阵列11的太赫兹信号接收模组，可以使该太赫兹成像装置整体体积变小，更加轻薄，且该太赫兹成像装置视场角更大，其成像效果更好，更适合在空天平台搭载。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换的技术方案，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种太赫兹信号接收模组，其特征在于，包括：太赫兹超透镜阵列(11)、太赫兹转折透镜(12)以及太赫兹传感器阵列(13)；

所述太赫兹超透镜阵列(11)为弧形结构，用于接收太赫兹信号，并将所述太赫兹信号聚焦射入所述太赫兹转折透镜(12)；

所述太赫兹转折透镜(12)设置在所述太赫兹超透镜阵列(11)的凹侧，用于将聚焦射入的所述太赫兹信号投射至所述太赫兹传感器阵列(13)；

所述太赫兹传感器阵列(13)设置在所述太赫兹转折透镜(12)的出光侧，用于将射入的所述太赫兹信号转成数字信号。

2.根据权利要求1所述的太赫兹信号接收模组，其特征在于，所述太赫兹转折透镜(12)为超透镜。

3.根据权利要求1所述的太赫兹信号接收模组，其特征在于，所述太赫兹超透镜阵列(11)包括多个太赫兹超透镜(111)，每个所述太赫兹超透镜(111)用于接收相应的视场角内的太赫兹信号；

所述太赫兹传感器阵列(13)包括多个太赫兹传感器(131)，每个所述太赫兹传感器(131)用于将相应的太赫兹超透镜(111)所接收的太赫兹信号转成相应的数字信号。

4.根据权利要求3所述的太赫兹信号接收模组，其特征在于，所述太赫兹超透镜(111)包括：平面太赫兹超透镜，或者，曲面太赫兹超透镜。

5.根据权利要求3所述的太赫兹信号接收模组，其特征在于，至少部分所述太赫兹超透镜(111)的焦距不同。

6.根据权利要求4或5所述的太赫兹信号接收模组，其特征在于，所述太赫兹超透镜(111)包括：基底(1111)和在所述基底(1111)一侧设置的纳米结构(1112)；

多个所述基底(1111)能够使所述太赫兹超透镜阵列(11)形成所述弧形结构；

所述纳米结构(1112)的相位满足：

其中，λ表示射入所述太赫兹超透镜(111)的太赫兹信号的波长，(x,y)表示所述纳米结构(1112)在所述太赫兹超透镜(111)上的位置；f表示所述太赫兹超透镜(111)的焦距。

7.根据权利要求6所述的太赫兹信号接收模组，其特征在于，所述纳米结构(1112)由相变材料制成；且至少部分所述纳米结构(1112)在光激励或电激励的作用下能够改变所述太赫兹超透镜(111)的焦距。

8.根据权利要求7所述的太赫兹信号接收模组，其特征在于，所述相变材料为锗锑碲。

9.根据权利要求6所述的太赫兹信号接收模组，其特征在于，所述太赫兹超透镜(111)还包括：相变材料层(1113)、第一电极层(1114)和第二电极层(1115)；

所述第一电极层(1114)填充于所述纳米结构(1112)的周围，所述第一电极层(1114)的高度低于所述纳米结构(1112)的高度；所述相变材料层(1113)设置在所述第一电极层(1114)远离所述基底(1111)的一侧，且填充于所述纳米结构(1112)的周围，所述第一电极层(1114)与所述相变材料层(1113)的高度之和大于或等于所述纳米结构(1112)的高度；所述第二电极层(1115)设置于所述相变材料层(1113)远离所述基底(1111)的一侧；

所述第一电极层(1114)以及所述第二电极层(1115)用于对所述相变材料层(1113)施加电激励，所述相变材料层(1113)能够根据所述电激励改变所述太赫兹超透镜(111)的焦距。

10.根据权利要求9所述的太赫兹信号接收模组，其特征在于，所述基底(1111)、所述相变材料层(1113)、所述第一电极层(1114)以及所述第二电极层(1115)在工作波段半透明或透明。

11.一种太赫兹成像装置，其特征在于，包括：如上述权利要求1-10任一所述的太赫兹信号接收模组(1)、信号处理单元(2)和电源(3)；

所述电源(3)用于向所述太赫兹信号接收模组(1)中的所述太赫兹传感器阵列(13)以及所述信号处理单元(2)供电；

所述信号处理单元(2)用于接收所述太赫兹传感器阵列(13)传输的数字信号，并将所述数字信号进行处理得到目标图像，所述目标图像表示所述太赫兹信号接收模组(1)所接收的太赫兹信号对应的图像。

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