第五章 太赫兹成像 太赫兹辐射作为一种光源和其他辐射如可见光、X 射线、近/中/远红外、超声波等一样，可以作为物体成像的信号源。而且现在，太赫兹成像技术已经成为了X射线成像、毫米波成像、超声成像等成像技术的有力补充。太赫兹成像技术分类有很多种，从大体上它可分为相干成像技术和非相干成像技术；而从成像系统对样品成像的方式又可分为透射式成像和反射式成像。在本章我们重点介绍一下太赫兹相干成像技术如：太赫兹时域光谱成像、太赫兹电光取样成像、太赫兹层析成像以及太赫兹近场成像等。而对非相干成像技术如太赫兹连续波成像只做原理性的介绍。 5 .1 太赫兹成像系统 由于太赫兹辐射的独特性质，以及太赫兹成像系统能够在合理的时间内对物体成像，所以太赫兹成像技术在近几年间引起了世界范围内的广大相关科技工作者的极大关注与兴趣。另外，太赫兹成像技术已经初步覆盖了广泛的应用领域，这其中包括：生物医学诊断、包装食品中所含水分的监测和封装集成电路的缺陷检测等等。 图 5-1 用作透射成像的太赫兹时域光谱仪结构示意图 太赫兹成像的基本原理是：利用成像系统将所记录下来的样品的透射谱或反射谱信息（包括振幅和相位的二维信息）进行分析和处理，最后得到样品的太赫兹图像。太赫兹成像系统的基本结构与太赫兹时域光谱相比，多了图像处理装置和扫描控制装置。利用反射扫描或透射扫描都可以对物体成像，选取那种成像方式主要取决于样品及成像系统的性质，根据不同的需要，可使用不同的成像方式。如图 5-1所示，它是一套典型的基于太赫兹时域光谱仪的太赫兹透射成像系统。这套系统是由飞秒激光器、光学延迟台（由计算机控制）、光学选通（optically gated ）太赫兹发射极（transmitter）、太赫兹准直和聚焦系统、用于成像的样品、光学选通探测器（receiver）、电流前置放大器和同样由计算控制的数字信号处理器（DSP）等组成。其中， 要求被测样品放在透镜的焦平面上，以便于实现对其二维成像。 5 .1 .1 飞秒激光源 在绝大多数的太赫兹成像系统中，所用的光源大都是800nm 的近红外锁模钛蓝宝石激光器。这种激光器之所以使用地如此广泛主要是因为从它的激光参数（脉宽、波长和输出功率）来看，这种激光器是驱动（drive）以砷化镓（GaAs）和辐射损伤蓝宝石上硅（RD-SOS）材料为衬底的太赫兹发射极和探测器的理想之选。另外，它的脉冲重复率和脉冲稳定性都很好，并且操作起来也相对比较容易。而且世上首套商用的T...
