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太赫茲成像系統(tǒng)設(shè)計與原理
點(diǎn)擊次數(shù):2159 更新時間:2016-07-12
太赫茲成像系統(tǒng)軟件設(shè)計:
主要包括掃描控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊,對于逐點(diǎn)掃描的太赫茲成像系統(tǒng),其成像過程就是一個循環(huán)掃描過程。平臺載著待測樣品移動到待測位置后,計算機(jī)控制THz源發(fā)射激光,探測器接收光信號并轉(zhuǎn)換成電壓值,數(shù)據(jù)采集卡采集電壓值,并傳輸給計算機(jī),由計算機(jī)將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,生成該位置點(diǎn)(x,y)的像素值并存儲,然后再控制平臺移動向下一個待測位置進(jìn)行掃描。掃描控制模塊用于實(shí)現(xiàn)對光路部分的控制,它主要包括了激光頻率的選擇,斬波頻率的設(shè)置,二維移動平臺的設(shè)置等功能。為了保證各個像素點(diǎn)之間信息無錯亂,信息傳輸?shù)倪^程中就要確保二維平臺的移動與數(shù)據(jù)采集記錄的同步。計算機(jī)通過串口來控制平臺伺服系統(tǒng),設(shè)置步幅和方向。為了節(jié)省掃描時間,移動平臺則采取“S”型移動,系統(tǒng)運(yùn)行時,由參數(shù)z的符號決定平臺的移動方向,將Z的初始數(shù)值設(shè)置為1,通過Y+Z就可以得出此時采集點(diǎn)的準(zhǔn)確像素點(diǎn)坐標(biāo),這就保證了計算機(jī)存儲數(shù)據(jù)的各個像素點(diǎn)(x,y)與掃描樣品中各個投射位置是對應(yīng)的,不會出現(xiàn)像素點(diǎn)混亂的現(xiàn)象。
太赫茲成像系統(tǒng)的原理是:太赫茲激光器產(chǎn)生連續(xù)的THz激光,光波首先通過斬波器,從而產(chǎn)生一系列的太赫茲脈沖。為了消除太赫茲光的發(fā)散,一般要采用一個聚乙烯透鏡準(zhǔn)直光路,將激光聚焦在待測樣品上。樣品被置于一個由計算機(jī)編程控制的、可沿x,y方向掃描的線性步進(jìn)平臺上,平臺載著待測樣品在光焦處二維移動。為了實(shí)現(xiàn)較好的成像效果,系統(tǒng)通過一個透射率高,損耗小的聚乙烯透鏡將帶有樣品信息的THz光聚焦在探測器上,將光波的光強(qiáng)轉(zhuǎn)換為電壓值;轉(zhuǎn)換后的電信號經(jīng)過采樣、A/D轉(zhuǎn)化,然后傳輸給計算機(jī)構(gòu)建太赫茲圖像。