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基于PCI-9812的太赫或绝缘兹成像数据采集系统设计
浏览: 发布日期:2017-09-05


本页文章链接: http://www.ming-hua.com/FR4/xinwenzixun/gongsixinwen/13266.html

  太赫兹波(THz)指频率在0.1~10 THz(1 THz="1012Hz")范围内的电磁波,波长范围在30μm~3 mm,这一波段位于微波和红外辐射之间,因此太赫兹波兼有波与光的特性,在物体成像、时域谱分析、医学诊断、环境监测、空间遥感和军事安全等方面都展现出巨大的应用前景。太赫兹波的光子能量仅4.1 meV,没有X射线的电离特性,不会对材料和人体造成伤害,因此太赫兹成像技术比X射线有更大的应用优势。20世纪90年代以后,由于自由电子激光器和超快技术的发展,为THz脉冲的产生提供了稳定可靠的激发光源,世界各国都在各个领域展开了对太赫兹波技术的研究。近些年,我国的科研工作者也开展了对太赫兹波技术的大量研究工作,目前的太赫兹成像技术研究工作主要集中在对逐点扫描太赫兹成像的研究上。这种成像方法的基本原理是,利用已知波形的太赫兹波作为成像射线,透过成像样品或从样品反射的太赫兹电磁波的强度和相位(包含了样品复介电常数的空间分布)并将透射或反射的太赫兹电磁波强度或相位信息记录下来,经过数字处理分析,得到样品的太赫兹二维图像。尽管这种系统的成像时间较长,但是用这种成像方法获取的信息量大,可构建二维、三维图像,而且每一像素源对应一个太赫兹时域谱,通过对时域谱进行傅里叶变换又可得到每一点的太赫兹频率响应谱。

  目前,用光学产生太赫兹激光的方法主要有以下几种,太赫兹气体激光器;利用超短激光脉冲光电导或光整流产生太赫兹辐射;利用非线性差频过程(DFG)和参量过程产生太赫兹波。国内建立的扫描式太赫兹成像系统中。太赫兹辐射源采用的是小型商用连续CO2激光泵浦太赫兹激光器,它已获得推广应用,是一种远红外激光源,结构紧凑,输出较稳定,功率较高。

  扫描式太赫兹成像系统的原理是:太赫兹激光器产生连续的THz激光,光波首先通过斩波器,从而产生一系列的太赫兹脉冲。为了消除太赫兹光的发散,一般要采用一个聚乙烯透镜准直光路,将激光聚焦在待测样品上。样品被置于一个由计算机编程控制的、可沿x,y方向扫描的线性步进平台上,平台载着待测样品在光焦处二维移动。为了实现较好的成像效果,系统通过一个透射率高,损耗小的聚乙烯透镜将带有样品信息的THz光聚焦在探测器上,将光波的光强转换为电压值;转换后的电信号经过采样、A/D转化,然后传输给计算机构建太赫兹图像。

  这里的主要工作是利用凌华公司生产的PCI-9812数据采集卡,针对美国相干公司生产的P4-42探测器,设计出用于太赫兹成像系统的数据采集系统。

  l PCI-9812数据采集卡介绍


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