一種中心遮擋裝置的制造方法
【專利摘要】本申請公開了一種中心遮擋裝置，該中心遮擋裝置應(yīng)用于太赫茲波成像系統(tǒng)，以使該系統(tǒng)對待測樣品進(jìn)行成像。太赫茲成像系統(tǒng)的太赫茲波在照射到待測樣品上前，中心遮擋裝置用于將太赫茲波的中心部進(jìn)行遮擋，太赫茲波成像系統(tǒng)的探測器根據(jù)接收到的太赫茲波生成太赫茲波信號，并最終得到待測樣品的太赫茲波圖像。中心遮擋裝置由于將太赫茲波的中心部進(jìn)行遮擋，使垂直入射波無法進(jìn)入到物鏡內(nèi)，而進(jìn)入物鏡的只是由微?；虼郎y樣品的表面紋理、凸高或缺陷等所散射的太赫茲波束，使在較暗的視場背景上給出較亮的圖像，即暗場成像方式，從而能夠解決明場成像方式下無法顯現(xiàn)待測樣品的表面紋理、凸高和缺陷等細(xì)節(jié)部分的問題。
【專利說明】
一種中心遮擋裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請涉及太赫茲波技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種中心遮擋裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]有關(guān)太赫茲波譜段的物質(zhì)特性的研究一直是科學(xué)界的“真空地帶”(terahertzgap)，隨著太赫茲源和探測器技術(shù)的日益進(jìn)步，逐漸使太赫茲波及其應(yīng)用成為近年來學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界的研發(fā)熱點(diǎn)。
[0003]太赫茲波之所以在基礎(chǔ)研究、工業(yè)應(yīng)用、生物醫(yī)學(xué)、軍事等領(lǐng)域有相當(dāng)重要的應(yīng)用前景，在于它具有以下特點(diǎn):(a)太赫茲譜帶波長比一般光學(xué)和近紅外譜的波長要長，檢測生物組織樣本不易發(fā)生散射;太赫茲輻射比微波具有更短的波長，這使得太赫茲光譜具有更高的空間分辨率，更大的景深。(b)太赫茲波穿透性好，能夠穿透非極性液體和許多介電材料(衣服、塑料、木材、紙張等)，這意味著人們可利用太赫茲波穿透包裝材料對其內(nèi)部物體進(jìn)行探測。(C)由于太赫茲波的光子能量很低(毫電子伏量級)，它穿透物質(zhì)時，不易發(fā)生電離，因而可用來進(jìn)行安全的無損檢測，與之對應(yīng)的X射線檢測則有相當(dāng)?shù)碾婋x輻射危險。(d)許多物質(zhì)大分子，如生物大分子的振動和旋轉(zhuǎn)頻率都在太赫茲波段，所以在太赫茲波段表現(xiàn)出很強(qiáng)的吸收和諧振，這表明采用太赫茲光譜分析技術(shù)可以很明顯的看到很多物體、材料在太赫茲波段的特征吸收峰，即可用太赫茲波對待檢物品進(jìn)行非接觸式成分分析。(e)太赫茲波的時域頻譜信噪比很高，這使得太赫茲非常適用于成像應(yīng)用。太赫茲脈沖的典型脈寬在皮秒量級，可以方便地對各種材料(包括液體、半導(dǎo)體、超導(dǎo)體、生物樣品等)進(jìn)行時間分辨的研究。
[0004]鑒于太赫茲波具有的這些優(yōu)點(diǎn)，利用太赫茲波對被測樣品進(jìn)行成像、以此對被測樣品的內(nèi)部進(jìn)行探測成為太赫茲波一個重要的應(yīng)用方向。在對物質(zhì)進(jìn)行探測時，傳統(tǒng)的明場成像方式會將被測樣品和背景同時照亮，造成成像襯度較差，從而無法顯現(xiàn)被測樣品的表面紋理、凸高、缺陷等細(xì)節(jié)部分。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N中心遮擋裝置，用于對太赫茲波成像系統(tǒng)中的太赫茲波的中心部進(jìn)行遮擋，以解決明場成像方式下不易體現(xiàn)被測樣品的表面紋理、凸高和缺陷等細(xì)節(jié)部分的問題。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，現(xiàn)提出的方案如下:
[0007]—種中心遮擋裝置，應(yīng)用于太赫茲波成像系統(tǒng)，所述中心遮擋裝置包括圓形透明腔體，其中:
[0008]所述圓形透明腔體內(nèi)包含有用于吸收太赫茲波的液體物質(zhì)。
[0009]可選的，所述圓形透明腔體的材質(zhì)為高分子材料或半導(dǎo)體材料。
[0010]可選的，所述液體物質(zhì)為蒸餾水。
[0011]可選的，所述圓形透明腔體的中心設(shè)置有用于注入所述液體物質(zhì)的注入孔。
[0012]可選的，所述圓形透明腔體包括多個腔室，其中，所述多個腔室包括:
[0013]位于所述圓形透明腔體的圓形腔室；
[0014]環(huán)繞所述圓形腔室同心分布的多個環(huán)形腔室。
[0015]可選的，在不同的所述環(huán)形腔室之間和所述圓形腔室與緊鄰的環(huán)形腔室之間設(shè)置通液口。
[0016]可選的，所述通液口上設(shè)置有流量控制閥。
[0017]可選的，包括多個所述圓形透明腔體，其中:
[0018]多個所述圓形透明腔體的內(nèi)腔的半徑依次增大；
[0019]還包括擋片支架，所述擋片支架用于將多個所述圓形透明腔體的部分或全部重疊裝配在一起。
[0020]從上述的技術(shù)方案可以看出，本申請公開了一種中心遮擋裝置，該中心遮擋裝置應(yīng)用于太赫茲波成像系統(tǒng)，以使該系統(tǒng)對待測樣品進(jìn)行成像。太赫茲成像系統(tǒng)的太赫茲波在照射到待測樣品上前，中心遮擋裝置用于將太赫茲波的中心部進(jìn)行遮擋，太赫茲波成像系統(tǒng)的探測器根據(jù)接收到的太赫茲波生成太赫茲波信號，并最終得到待測樣品的太赫茲波圖像。中心遮擋裝置由于將太赫茲波的中心部進(jìn)行遮擋，使垂直入射波無法進(jìn)入到物鏡內(nèi)，而進(jìn)入物鏡的只是由微?；虼郎y樣品的表面紋理、凸高或缺陷等所散射的太赫茲波束，使在較暗的視場背景上給出較亮的圖像，即暗場成像方式，從而能夠解決明場成像方式下無法顯現(xiàn)待測樣品的表面紋理、凸高和缺陷等細(xì)節(jié)部分的問題。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本申請實施例提供的一種中心遮擋裝置的俯視圖；
[0023]圖2為本申請?zhí)峁┑囊环N太赫茲波成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本申請另一實施例提供的一種中心遮擋裝置的側(cè)視圖；
[0025]圖4為本申請?zhí)峁┑亩鄠€圓形透明腔體的俯視圖。
【具體實施方式】
[0026]下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護(hù)的范圍。
[0027]實施例一
[0028]圖1為本申請實施例提供的一種中心遮擋裝置的俯視圖。
[0029]如圖1所示，本實施例提供的中心遮擋裝置應(yīng)用于太赫茲波成像系統(tǒng)，包括一個透明材質(zhì)的圓形透明腔體61，本處的“透明”是指該腔體由對太赫茲波吸收較小的材質(zhì)制成，例如高分子材料或半導(dǎo)體材料。并且在透明腔體61內(nèi)灌注能夠吸收太赫茲波的液體物質(zhì)。
[0030]另外，本實施例所提及的太赫茲波成像系統(tǒng)用于對待測樣品30進(jìn)行太赫茲波成像，以對其為結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，具體包括依次排列的太赫茲源10、聚光鏡20、物鏡40、太赫茲探測器50和處理裝置(未示出)，待測樣品30位于聚光鏡20與物鏡40之間，另外，還包括中心遮擋裝置60，如圖2所示。
[0031 ]太赫茲源10用于產(chǎn)生太赫茲波，太赫茲波的產(chǎn)生原理可基于光學(xué)方法、電子學(xué)方法和等離子方法等，因此太赫茲源10可以為基于光學(xué)方法的光學(xué)太赫茲源、基于電子學(xué)方法的電子太赫茲源或者基于等離子原理的等離子太赫茲源。
[0032]聚光鏡20位于太赫茲源10的后方，具體為位于太赫茲源10所發(fā)出的太赫茲波的路徑上，用于對太赫茲波進(jìn)行準(zhǔn)直和聚焦，本申請中僅用聚光鏡20對其進(jìn)行簡化表述，其實在實際應(yīng)用中具體包括用于對太赫茲波進(jìn)行準(zhǔn)直的準(zhǔn)直機(jī)構(gòu)(未示出)，和用于對太赫茲波進(jìn)行對焦的對焦機(jī)構(gòu)(未示出)。
[0033]待測樣品30置于一個移動平臺(未示出)上，在對待測樣品進(jìn)行檢測時，通過對移動平臺的上下左右移動可以將待測樣品進(jìn)行移動，從而可以使經(jīng)過聚光鏡20準(zhǔn)直和聚焦的太赫茲波的波束對待測樣品30進(jìn)行全面的照射。
[0034]物鏡40用于收集從待測樣品30上散射出來的太赫茲波，并匯聚到位于其后方的太赫茲探測器50上。
[0035]太赫茲探測器50用于接收物鏡40匯聚的太赫茲波，并將太赫茲波轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的太赫茲波信號，該信號為適于進(jìn)行圖像處理的電信號或者數(shù)字信號。
[0036]處理裝置用于對太赫茲探測器50輸出的太赫茲波信號進(jìn)行處理，得到反映待測樣品30的結(jié)構(gòu)的太赫茲波圖像。
[0037]中心遮擋裝置60位于太赫茲波束的路徑上，用于對經(jīng)過聚光鏡20的太赫茲波的中心區(qū)域進(jìn)行遮擋，從而不使垂直入射波進(jìn)入到物鏡40內(nèi)，使進(jìn)入物鏡40的只是由微?；虼郎y樣品的表面紋理、凸高或缺陷等所散射的太赫茲波束，從而使在較暗的視場背景上給出較亮的圖像，即暗場成像方式。中心遮擋裝置60可以設(shè)置在緊靠聚光鏡20的位置處。
[0038]從上述技術(shù)方案可以看出，本實施例提供了一種中心遮擋裝置，該中心遮擋裝置應(yīng)用于太赫茲波成像系統(tǒng)，以使該系統(tǒng)對待測樣品進(jìn)行成像。太赫茲成像系統(tǒng)的太赫茲波在照射到待測樣品上前，中心遮擋裝置用于將太赫茲波的中心部進(jìn)行遮擋，太赫茲波成像系統(tǒng)的探測器根據(jù)接收到的太赫茲波生成太赫茲波信號，并最終得到待測樣品的太赫茲波圖像。中心遮擋裝置由于將太赫茲波的中心部進(jìn)行遮擋，使垂直入射波無法進(jìn)入到物鏡內(nèi)，而進(jìn)入物鏡的只是由微粒或待測樣品的表面紋理、凸高或缺陷等所散射的太赫茲波束，使在較暗的視場背景上給出較亮的圖像，即暗場成像方式，從而能夠解決明場成像方式下無法顯現(xiàn)待測樣品的表面紋理、凸高和缺陷等細(xì)節(jié)部分的問題。
[0039]另外，由于水對太赫茲波有較強(qiáng)的吸收作用，根據(jù)參考文獻(xiàn)，在0.3THz-3.72THz頻段，22°C的蒸餾水其吸收系數(shù)最低為123cm—I因此我們只要把水膜的厚度設(shè)置為0.5_，就可使水膜對太赫茲波的透過率降到千分之一左右(根據(jù)公式L = _ln(T)/a，其中L為水膜厚度，T為太赫茲波透過率，α為水對太赫茲波的吸收系數(shù))，且水較為廉價，因此液體物質(zhì)優(yōu)選蒸餾水作為該液體物質(zhì)。并且在腔體的中心設(shè)置有用于注入液體物質(zhì)的注入孔。
[0040]另外，在對不同的待測樣品進(jìn)行暗場成像時，需要根據(jù)聚焦鏡的數(shù)值孔徑、太赫茲波長、樣品材質(zhì)參數(shù)對遮擋面積進(jìn)行調(diào)整，為此，該透明腔體還可以由多個腔室組成，多個腔室包括一個位于中心的透明腔室611和圍繞該透明腔室的多個同心布置、且半徑依次增大的環(huán)形腔室612。在透明腔室611與環(huán)形腔室612之間、和在環(huán)形腔室612之間設(shè)置有通液口，在通液口上設(shè)置有控制液體物質(zhì)通過的流量控制閥614。
[0041 ] 在圓形透明腔體61內(nèi)部通過注入孔613注入液體物質(zhì)，使之充滿整個內(nèi)部腔體，并通過流量控制閥614進(jìn)出每一層環(huán)形腔室612，由此達(dá)到液體膜在液體膜擋片的指定區(qū)域內(nèi)的覆蓋，使只有擋片邊緣區(qū)域未覆蓋液體膜的區(qū)域才可以透過太赫茲波束。
[0042]這種中心遮擋裝置只需簡單的調(diào)整其中液體膜的面積區(qū)域即可滿足更換其他硬件之后新系統(tǒng)的暗場測量條件。該調(diào)整既可以通過手動調(diào)節(jié)，又可以通過電機(jī)自動調(diào)整，根據(jù)暗場成像清晰度調(diào)整液體膜區(qū)域面積，達(dá)到最佳暗場成像效果。
[0043]該液體膜擋片還可以調(diào)整到完全不擋住太赫茲波的狀態(tài)(排出其中的液體膜)，在這種情況下從聚焦鏡會聚直射過來的太赫茲波束可以不受阻擋的穿過該機(jī)構(gòu)到達(dá)待測樣品表面，這就是常用的明場測量方法。隨著手動或電動控制液體膜在中心擋片結(jié)構(gòu)中慢慢鋪開，聚焦鏡中心處的直射太赫茲波束被液體膜所吸收，只有邊緣的太赫茲波束以較大的散射角度到達(dá)樣品上，達(dá)到暗場成像效果。因此本發(fā)明可以很方便的切換系統(tǒng)的明場測量和暗場測量狀態(tài)，便于使用者從明場、暗場兩個狀態(tài)對樣品進(jìn)行觀察，可以得到較為豐富的圖像特征信息。
[0044]實施例二
[0045]圖3為本申請另一實施例提供的一種中心遮擋裝置的側(cè)視圖。
[0046]如圖3所示，為本實施例提供的中心遮擋裝置包括擋片支架62，在擋片支架62中設(shè)置有多個可拆卸的圓形透明腔體63，如圖4所示。每個圓形透明腔體63的液膜半徑依次增大。在使用時，根據(jù)計算加工圓形透明腔體63，然后將圓形透明腔體63根據(jù)調(diào)節(jié)的范圍按順序(液體面積的等圓變化)依次疊加后裝入擋片支架62中，然后由固定在擋片支架62和推板64上的彈簧641使液膜擋片處于夾緊的狀態(tài)。
[0047]本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點(diǎn)說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本申請。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本申請將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種中心遮擋裝置，應(yīng)用于太赫茲波成像系統(tǒng)，其特征在于，所述中心遮擋裝置包括圓形透明腔體，其中: 所述圓形透明腔體內(nèi)包含有用于吸收太赫茲波的液體物質(zhì)。2.如權(quán)利要求1所述的中心遮擋裝置，其特征在于，所述圓形透明腔體的材質(zhì)為高分子材料或半導(dǎo)體材料。3.如權(quán)利要求1所述的中心遮擋裝置，其特征在于，所述液體物質(zhì)為蒸餾水。4.如權(quán)利要求1所述的中心遮擋裝置，其特征在于，所述圓形透明腔體的中心設(shè)置有用于注入所述液體物質(zhì)的注入孔。5.如權(quán)利要求1?4任一項所述的中心遮擋裝置，所述圓形透明腔體包括多個腔室，其中，所述多個腔室包括: 位于所述圓形透明腔體的圓形腔室； 環(huán)繞所述圓形腔室同心分布的多個環(huán)形腔室。6.如權(quán)利要求5所述的中心遮擋裝置，其特征在于，在不同的所述環(huán)形腔室之間和所述圓形腔室與緊鄰的環(huán)形腔室之間設(shè)置通液口。7.如權(quán)利要求6所述的中心遮擋裝置，其特征在于，所述通液口上設(shè)置有流量控制閥。8.如權(quán)利要求1?4任一項所述的中心遮擋裝置，其特征在于，包括多個所述圓形透明腔體，其中: 多個所述圓形透明腔體的內(nèi)腔的半徑依次增大； 還包括擋片支架，所述擋片支架用于將多個所述圓形透明腔體的部分或全部重疊裝配在一起。
【文檔編號】G01N21/3581GK106092952SQ201610370334
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】吳昕, 曾明朋, 李先東, 季凡, 曾大章
【申請人】成都曙光光纖網(wǎng)絡(luò)有限責(zé)任公司