太赫兹连续波成像及光子晶体光纤表面等离子体共振传感探究

太赫兹连续波成像和光子晶体光纤表面等离子体共振传感技术是两个非常有前途和潜力的领域,它们可以为科学和工程社区提供重要的工具和技术,以推动创新和发展。本文主要围绕太赫兹(THz)连续波成像及光子晶体光纤表面等离子体共振传感展开论述,先后分析了THz连续波成像系统、大孔径微流体通道PCF-SPR传感、基于液芯PCF-SPR温度传感,最后还进行了实验分析,希望可以对提高相关领域的技术有所帮助。

共光路连续太赫兹反射和衰减全反射成像

太赫兹成像技术是医学成像的候选技术之一,尤其是连续太赫兹反射和衰减全反射成像有望实现术中快速成像,是目前研究的热点课题.本文理论研究了成像角度对反射信号和衰减全反射穿透深度的影响,获得了适用于反射和衰减全反射成像的太赫兹波成像角度.在此基础上设计了全反射棱镜,通过反射窗口和全反射棱镜快速切换的方式,实现了共光路连续太赫兹反射和衰减全反射双模式成像.以蒸馏水和猪肉为样品,实验研究了连续太赫兹反射和衰减全反射成像.结果表明,与反射成像相比,连续太赫兹衰减全反射成像具有成像分辨率高、图像对比度高和信号稳定性高的优点,且可以准确获得样品反射率.太赫兹衰减全反射成像技术更有助于实现样品的高灵敏度成像.

BWO连续太赫兹波成像检测

返波管(BWO)连续太赫兹波成像方法是一种新的无损检测方法。实验过程中把样品放在X-Z二维电控平移台上进行扫描成像,透过样品的太赫兹波强度信息由热释电探测器接收,再经由电脑成像。给出了应用0.71 THz的连续太赫兹波对打孔铝板、公交卡、校园卡的内部结构和对隐藏在信封内的硬币等物体和信封内纸片上的铅字迹的成像实验研究事例,并且测知该系统能够分辨出最小直径为1.5 mm的小孔。并且对成像图像进行了数字图像处理,结论表明,优化处理后的图像更加直观明显,提高了连续波成像的应用能力.揭示了BWO连续太赫兹波成像系统在无损检测和安检领域是实际有效的。

燃料箱泡沫板的连续太赫兹波无损检测

简要介绍了连续太赫兹波成像系统。该系统采用耿氏二极管作发射器,无偏置肖特基二极管作探测器,具有小型、简单和便携的特点。利用此系统探测了燃料箱绝缘泡沫板中的人工预埋缺陷。结果表明,使用太赫兹波成像方式在质量检测和材料无损检测领域具有广泛的应用前景。

基于光子混频连续太赫兹波的厚度检测

为了将光子混频的连续太赫兹波透射成像系统应用于样品厚度检测中,采用该系统获得的相位信息对样品进行了2维厚度测量。利用两个外腔半导体结构的激光器搭建了基于光子混频的连续太赫兹波透射成像系统,并利用X-Y 2维电动平移台放置样品进行点点扫描成像。该系统可同时获得样品的幅度信息和相位信息,在太赫兹波辐射频率0.47THz时,系统信噪比可达68d B。计算得出的厚度值与实际样品的厚度值最大相差0.02mm;另外还分析了平行平面样品干涉效应和样品不同透射强度对厚度测量的影响。结果表明,样品折射率越高,平行平面干涉效应对厚度测量影响越大;样品透射系数越大,测量精度也越高。当样品太赫兹波透射系数大于0.5时,厚度测量精度优于2.0%。

太赫兹成像技术在肿瘤检测中的应用

太赫兹(THz)波是频率位于0.1 THz^10 THz的电磁波。因其具有非电离性,以及可与多数生物分子产生共振响应等特性,在生物医学领域有着巨大应用潜力,尤其在肿瘤检测方面。太赫兹成像技术作为生物医学领域一种新的成像技术,吸引国内外多个研究小组对其开展深入研究。本文列举分析了多种太赫兹成像技术在肿瘤检测的应用,其中可分为太赫兹扫描成像、太赫兹层析成像、太赫兹全息成像以及太赫兹近场成像,介绍了这些成像方式的基本原理以及国内外研究现状,最后对太赫兹成像技术在生物领域的未来做出展望。

隔热板的太赫兹无损检测

为了研究太赫兹无损检测技术对复合材料与金属板黏合面粘接质量的检测能力,在隔热板上制造了不同特征的人工缺陷,并使用德国Syn View Scan 300连续太赫兹波成像系统对样件进行了检测。结果表明,太赫兹波能够穿透复合材料,并获得复合材料与金属板的黏合面处的2维太赫兹图像,从图像中能够清晰地分辨出不同特征的缺陷。该研究结果为检测复合材料黏合质量及脱黏状况提供了有效的办法。

基于模糊局部信息C均值的太赫兹图像目标检测

为了克服返波管太赫兹连续波成像系统所获取图像存在的对比度低、干涉条纹强等缺陷,较好地区分出目标和背景,避开不规则干涉条纹的干扰,采用基于模糊局部信息C均值的聚类算法用于目标检测,并针对太赫兹图像性质,对其中的隶属度函数进行了改进。结果表明,新的聚类分割算法适用于具有不规则条纹干扰下的太赫兹连续波图像,能较好地提取出图像中的目标,较经典图像聚类算法具有更好的目标检测精度。

多层胶接结构胶层空气缺陷的太赫兹无损检测

利用建筑材料、隔热垫和胶粘剂制作了胶层中含人工空气缺陷的三层胶接结构,并利用SynViewScan 300连续太赫兹成像系统对样件进行了检测。通过分析胶接面的太赫兹二维图像及缺陷处和正常胶粘处的单点纵向信号,获得了胶层空气缺陷的位置和大小信息。结果表明,连续太赫兹波成像系统可以清晰识别胶接结构中的胶层空气缺陷。