一种原子太赫兹全息成像装置

本发明涉及太赫兹成像，具体涉及一种原子太赫兹全息成像装置。

背景技术：

1、太赫兹成像作为太赫兹的关键技术之一，太赫兹波能够穿透陶瓷、脂肪、布料、塑料等物质而不易穿透金属，且对人体无害，由于太赫兹的这些优良性质使得其在安检、无损检测等方面有着广阔应用。

2、传统太赫兹成像装置大多基于电子探测器，进行高分辨成像时需要复杂的制冷设备，进行相位成像时需多次扫描并计算，无法迅速且方便的呈现图像，而且目前太赫兹成像装置并未有同时具有高分辨率、高速成像和实时相位成像的功能。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明旨在提供一种原子太赫兹全息成像装置，可以应用于实际，一方面可以实现高分辨率成像，另一方面获取相位信息实现全息成像，同时还可以快速成像，实现太赫兹全息成像。

2、为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种原子太赫兹全息成像装置，包括：太赫兹源、太赫兹相位调制模块、原子荧光成像模块和图像采集处理模块。

4、所述太赫兹相位调制模块用于对照射样品物体后的太赫兹信号进行调制处理。

5、所述原子荧光成像模块用于接收处理后的样品太赫兹信号并生成可见光图像。

6、所述图像采集处理模块用于采集可见光图像并使用算法还原获取带有原始相位信息的太赫兹全息图像。

7、其中，所述太赫兹相位调制模块包含有：样品架、太赫兹反射镜、光瞳、第一太赫兹透镜和第二太赫兹透镜。

8、所述样品架、第一太赫兹透镜、光瞳和第二太赫兹透镜沿光路依次布置。

9、所述太赫兹反射镜用于将太赫兹波以斜照射的方式往所述样品架输送。

10、所述第一太赫兹透镜和第二太赫兹透镜被配置为构成4f成像系统，所述光瞳配置在傅里叶平面处。

11、所述第一太赫兹透镜用于将太赫兹波聚束在所述光瞳边缘，由所述光瞳滤除截止频率以外的杂散光。

12、所述第二太赫兹透镜用于将经过光瞳边缘的太赫兹波与经过物体的太赫兹波一起聚束在所述原子荧光成像模块中。

13、本公开至少一实施例提供的原子太赫兹全息成像装置中，所述原子荧光成像模块包含有：探测光激光器、耦合光激光器、里德堡激光器、耦合光反射镜、二向色镜和原子气室。

14、所述探测光激光器用于生成探测光。

15、所述耦合光激光器用于生成耦合光。

16、所述里德堡激光器用于为所述原子气室提供里德堡光。

17、所述耦合光反射镜用于将耦合光输送至二向色镜。

18、所述二向色镜用于将探测光和耦合光输送至原子气室。

19、本公开至少一实施例提供的原子太赫兹全息成像装置中，所述样品架为可旋转样品架。

20、本公开至少一实施例提供的原子太赫兹全息成像装置中，所述探测光的波长为852nm。

21、所述耦合光的波长为1470nm。

22、所述里德堡光的波长为822nm。

23、本公开至少一实施例提供的原子太赫兹全息成像装置中，所述光瞳为金属光瞳。

24、本公开至少一实施例提供的原子太赫兹全息成像装置中，所述原子荧光成像模块和图像采集处理模块配置为通过光纤光锥连接。

25、本公开至少一实施例提供的原子太赫兹全息成像装置中，所述图像采集处理模块包含有计算机和ccd相机。

26、所述ccd相机配置为与所述计算机电性连接，所述ccd相机用于获取荧光图像。

27、本公开至少一实施例提供的原子太赫兹全息成像装置中，还具有中继透镜，所述中继透镜位于所述ccd相机与原子气室之间，所述中继透镜用于调节成像效果。

28、本公开至少一实施例提供的原子太赫兹全息成像装置中，所述原子气室为铯原子气室。

29、本发明的有益效果为：

30、1、本发明中的太赫兹波具有良好的穿透性，对大部分介电材料和非极性液体具有良好的穿透性，对其内部结构进行无损检测。

31、2、本发明与现有太赫兹全息成像设备相比结构简单，成本较低且易于操作。

32、3、本发明中的太赫兹相位调制模块结构简单可靠、易于调节，与传统离轴全息成像相比空间带宽积更高，可以对太赫兹波段进行探测。

33、4、本发明中图像采集处理模块处理后的图像具有高分辨率、高空间带宽积的特点且包含原始相位信息。

技术特征：

1.一种原子太赫兹全息成像装置，其特征在于，包括：太赫兹源、太赫兹相位调制模块、原子荧光成像模块和图像采集处理模块；

2.根据权利要求1所述的一种原子太赫兹全息成像装置，其特征在于，所述原子荧光成像模块包含有：探测光激光器、耦合光激光器、里德堡激光器、耦合光反射镜、二向色镜和原子气室；

3.根据权利要求1所述的一种原子太赫兹全息成像装置，其特征在于，所述样品架为可旋转样品架。

4.根据权利要求2所述的一种原子太赫兹全息成像装置，其特征在于，所述探测光的波长为852nm；

5.根据权利要求1所述的一种原子太赫兹全息成像装置，其特征在于，所述光瞳为金属光瞳。

6.根据权利要求1所述的一种原子太赫兹全息成像装置，其特征在于，所述原子荧光成像模块和图像采集处理模块配置为通过光纤光锥连接。

7.根据权利要求6所述的一种原子太赫兹全息成像装置，其特征在于，所述图像采集处理模块包含有计算机和ccd相机；

8.根据权利要求7所述的一种原子太赫兹全息成像装置，其特征在于，还具有中继透镜，所述中继透镜位于所述ccd相机与原子气室之间，所述中继透镜用于调节成像效果。

9.根据权利要求2所述的一种原子太赫兹全息成像装置，其特征在于，所述原子气室为铯原子气室。

技术总结
本发明涉及太赫兹成像技术领域，具体公开一种原子太赫兹全息成像装置，包括太赫兹源、太赫兹相位调制模块、原子荧光成像模块和图像采集处理模块；所述太赫兹相位调制模块用于对照射样品物体后的太赫兹信号进行调制处理；所述原子荧光成像模块用于接收处理后的样品太赫兹信号并生成可见光图像；所述图像采集处理模块用于采集可见光图像并使用算法还原获取带有原始相位信息的太赫兹全息图像；所述太赫兹相位调制模块包含有样品架、太赫兹反射镜、光瞳、第一太赫兹透镜和第二太赫兹透镜；该原子太赫兹全息成像装置可以应用于实际，一方面可以实现高分辨率成像，另一方面获取相位信息实现全息成像，同时还可以快速成像，实现太赫兹全息成像。

技术研发人员：刘顺焱,刘笑宏,黄巍
受保护的技术使用者：华南师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/8/27