单探测器快速扫描被动太赫兹人体成像系统

发布时间：2021-01-15 02:22

　　报道了一种单探测器快速扫描准光学被动太赫兹人体成像系统,并设计了成像分辨率测试卡。该成像系统的光路由反射式准光学器件构成。被检测人员自身辐射的太赫兹波通过成像系统的透波窗口进入设备,依次经过摆动反射镜、旋转反射镜、聚焦反射镜和固定反射镜后到达太赫兹探测器。该成像系统仅用一个太赫兹探测器,配合由旋转反射镜和摆动反射镜组成的扫描机构,就可在2.5 s的时间内完成对一个距离设备1.5 m处0.65 m×1.9 m区域的完整成像,成像线分辨率达到2 cm。该成像系统不仅可有效显示金属、液体、陶瓷和粉末等材料的可疑危险物品的轮廓,还可对太赫兹图像上显示出的携带物品进行自动标记。 

【文章来源】：光学学报. 2020,40(07)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

图像分辨率

系统工作原理如图1所示,物平面上任意一点发出的太赫兹波依次经摆动反射镜和旋转反射镜反射后,被聚焦反射镜会聚成像于太赫兹探测器。为了节省空间,在聚焦反射镜和探测器之间设置了固定反射镜用于折叠光路。探测器输出的模拟信号经过数据采集后传输至控制计算机,由控制计算机同时控制摆动反射镜和旋转反射镜的运动,通过对位于物平面上的被成像人员进行完整的扫描,得到人体的太赫兹图像。为防止异物进入设备,并从安全性考虑,在设备的太赫兹波入口处安装聚四氟乙烯板作为太赫兹透波窗口。2.2 光学设计

本成像系统的设计工作距离L=1.5 m,成像线分辨率为2.0 cm。根据成像总体设计指标需求,如图2所示,设定成像聚焦凹面反射镜的物距L1=3 m,像距L2=0.8 m,物方光路主轴与像方光路主轴之间的夹角θ=40°,聚焦反射镜的有效口径为36 cm。根据上述要求计算,凹面反射镜的反射面为旋转椭球面的一部分,物点和像点分别位于椭球面的两个焦点上,该椭球的长半轴为1900.0 mm,短半轴为1455.8 mm。根据椭球反射面的特性,从一个焦点上发出的电磁波,被椭球面反射后聚焦成像于另一个焦点上,其中没有几何光学像差,成像分辨率取决于衍射极限。根据成像光学理论,图2中物点发出的太赫兹波,在像点处由衍射效应决定的光强分布为[30]Ι=Ι 0 [ 2J 1 (m) m ] 2 , ??? (1)

【参考文献】：
期刊论文
[1]太赫兹线阵快速扫描成像[J]. 王彪,王新柯,俞跃,张岩.  中国激光. 2019(06)
[2]基于分块压缩感知理论的太赫兹波宽光束成像技术[J]. 王与烨,任宇琛,陈霖宇,李长昭,张超,徐德刚,姚建铨.  光学学报. 2019(04)
[3]基于曲柄摇杆机构的被动太赫兹波成像系统[J]. 张镜水,朱维文,赵跃进,赵瑞忠,董立泉.  光学学报. 2013(12)



本文编号：2978029