本发明涉及一种太赫兹反射成像系统，特别是一种低损耗高隔离度太赫兹准光反射成像系统。
背景技术：
由于太赫兹波段具有高分辨率、指纹光谱、穿透性等特性，使得太赫兹成像技术近年越来越受到重视。太赫兹反射成像相对于透射成像在探测非合作目标或具有较强反射特性的目标时候具有很大优势，现有的太赫兹反射成像系统一般包括：太赫兹源、圆锥喇叭、斩波器、分光镜、成像透镜、热电探测器、扫描支架、计算机、数据采集模块、数据分析模块。成像目标固定在扫描支架上，通过计算机控制扫描支架进行扫描，通过热释电探测器获取成像目标不同位置处反射的太赫兹回波信息，送后端处理后获得目标的二维反射图像。成像一个的特点是要实现发射与接收光路的隔离，目前采用的分光镜一般采用高阻硅半透半反分光镜，分光镜与光路成45o角放置：对接收光路，成像目标反射的太赫兹信号一半透过分光镜被热释电探测器接收，另外一半能量反射回到发射光路而无法被接收；对发射光路，太赫兹波在通过分光镜的时候有一半的能量透射过分光镜而无法全部能量照射到目标。这些使得现有太赫兹反射成像系统存在损耗大隔离度差的问题，影响了成像的质量。
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种低损耗高隔离度太赫兹准光反射成像系统，解决太赫兹反射成像系统存在损耗大隔离度差的问题。
一种低损耗高隔离度太赫兹准光反射成像系统，包括：太赫兹源、圆锥波纹喇叭、斩波器、菲涅耳透镜A、金属栅、45o法拉第旋转器、菲涅耳透镜B、电控扫描支架、热释电探测器、控制计算机，还包括：中频信号读出模块与数据分析模块。
中频信号读出模块的功能为：采集热释电探测器的输出信号；
数据分析模块的功能为：完成中频信号读出模块输出信号的解析与成像处理；
在发射光路上，依序放置太赫兹源、圆锥波纹喇叭、斩波器、菲涅耳透镜A、金属栅、45o法拉第旋转器、菲涅耳透镜B、电控扫描支架；太赫兹源输出端口与圆锥波纹喇叭馈电输入口通过波导连接。接收光路与发射光路垂直，热释电探测器与菲涅耳透镜B位于分光镜同侧，用来接收金属线栅反射的探测光。热释电探测器的输出口与中频信号读出模块的输入口连接，中频信号读出模块的输出口与控制计算机连接，数据分析模块内置于控制计算机中。
调谐太赫兹源输出325GHz~500GHz范围内的连续波信号，信号经圆锥喇叭后以垂直极化高斯波束辐射出去，经过斩波器调制后，高斯束被菲涅耳透镜A汇聚并入射到金属栅，由于电场极化方向垂直于金属栅时，入射波低损耗透射通过金属栅，同时45o法拉第旋转器能使信号电磁场的极化方向旋转45o，菲涅耳透镜B再次将旋转45o后的高斯波束汇聚到装有被成像目标的电控扫描支架采用平台上，通过电控扫描支架使成像目标不同位置依次通过菲涅耳透镜B的中心轴线，此时成像目标反射最强，回波信号通过菲涅耳透镜B再次汇聚，并通过45o法拉第旋转器使得信号电磁场极化方向再次旋转45o，从而使入射到金属栅的回波信号极化方向平行于金属栅，此时的回波信号被反射到热释电探测器所在的光路上。成像过程中，成像目标放在菲涅尔透镜B变换后的高斯束腰处，束腰半径越小，可分辨的精度越高。当电控扫描支架进行扫描采样时，成像目标不同位置依次通过束腰位置，由于物体内部及表面结构的不同，热释电探测器接收到的信号强弱也就不同，控制计算机控制电控扫描支架与中频信号读出模块同步工作，实时采集数据，最后通过数据分析模块处理，最终得到的成像目标的二维反射图像。
本发明中金属栅起到极化选择和信号隔离的作用：当电场极化方向平行于金属栅时，入射波几乎完全反射；当电场极化方向垂直于金属栅时，入射波几乎完全通过。同时45o法拉第旋转器能使通过的信号电磁场极化方向旋转45o，这样就使得发射场的极化方向和接收场的极化方向相互垂直，从而实现了发射信号与接收信号的隔离；试验采用的准光结构45o法拉第旋转器具有插损较小，带宽较大等优点，解决了采用分光镜带来的损耗隔离度问题。经试验证明，在本发明涉及的太赫兹反射成像系统中，提高了成像的灵敏度，从而获得目标反射图像的大大改善。
附图说明
图1 一种低损耗高隔离度太赫兹准光反射成像系统构示意图。
1．太赫兹源 2．圆锥波纹喇叭 3．斩波器 4．菲涅耳透镜A 5．金属栅
6．45o法拉第旋转器 7．菲涅耳透镜B 8．成像目标 9．电控扫描支架
10．热释电探测器 11．中频信号读出模块 12．数据分析模块 13．控制计算机。
具体实施方式
一种低损耗高隔离度太赫兹准光反射成像系统，包括：太赫兹源1、圆锥波纹喇叭 2、斩波器 3、菲涅耳透镜A 4、金属栅 5、45o法拉第旋转器6、菲涅耳透镜B7、成像目标8、电控扫描支架9、热释电探测器 10、中频信号读出模块11、数据分析模块 12、控制计算机 13。
中频信号读出模块11的功能为：采集热释电探测器10的输出信号；
数据分析模块12的功能为：完成中频信号读出模块11输出信号的解析与成像处理；
在发射光路上，依序放置太赫兹源1、圆锥波纹喇叭2、斩波器3、菲涅耳透镜A4、金属栅5、45o法拉第旋转器6、菲涅耳透镜B7、电控扫描支架9；太赫兹源1输出端口与圆锥波纹喇叭2馈电输入口通过波导连接。接收光路与发射光路垂直，热释电探测器10与菲涅耳透镜B7位于同侧，用来接收金属栅5反射的探测光。热释电探测器10的输出口与中频信号读出模块11的输入口连接，中频信号读出模块11的输出口与控制计算机13连接，数据分析模块12内置于控制计算机13中。
调谐太赫兹源1输出325GHz~500GHz范围内的连续波信号，信号经圆锥波纹喇叭2后以垂直极化高斯波束辐射出去，经过斩波器3调制后，高斯束被菲涅耳透镜A4汇聚并入射到金属栅5，由于电场极化方向垂直于金属栅5时，入射波低损耗透射通过金属栅5，同时45o法拉第旋转器6能使得信号电磁场极化方向旋转45o，菲涅耳透镜B7再次将旋转45o后的高斯波束汇聚到装有成像目标8的电控扫描支架9的采样平台上，通过电控扫描支架9扫描使成像目标8不同位置依次通过菲涅耳透镜B7的中心轴线，此时成像目标8反射最强，回波信号通过菲涅耳透镜B7再次汇聚，并通过45o法拉第旋转器6使得信号电磁场极化方向再次旋转45o，从而使得入射到金属栅5的回波信号极化方向平行于金属栅5，此时的回波信号被反射到热释电探测器10所在的光路上。成像过程中，成像目标8放在菲涅尔透镜B7变换后的高斯束腰处，束腰半径越小，可分辨的精度越高。当电控扫描支架9进行扫描采样时，成像目标8不同位置依次通过束腰位置，由于物体内部及表面结构的不同，热释电探测器10接收到的信号强弱也就不同，控制计算机13控制电控扫描支架9与中频信号读出模块12同步工作，实时采集数据，最后通过数据分析模块12处理，最终得到的成像目标8的二维反射图像。