太赫兹快速成像技术研究进展

太赫兹(terahertz,THz)成像技术有广泛的应用前景,但受现有太赫兹辐射源限制,传统太赫兹成像技术采用点扫描探测方式,导致图像采集时间过长,限制了该技术的进一步发展和应用.为了提高太赫兹成像速度,近几年提出了许多技术方案.简要介绍了传统的点扫描太赫兹成像技术,分析了影响太赫兹成像速度的原因,综述了包括快速扫描成像、太赫兹单像素成像、太赫兹波电光调制二维成像、二维太赫兹波探测器阵列(太赫兹相机)直接成像等太赫兹成像技术及其优缺点.     

基于压缩传感的单点太赫兹成像

太赫兹（Terahertz,1THz=1012Hz）波通常是指频率在0．1THz-10THz（波长在3mm-30urn）范围内的电磁辐射．随着THz相关技术的发展,THz成像技术在更多领域将显示其更大的实用价值．在本文中,我们对物体进行单点THz成像,此系统的核心是一个单像素探测器和一系列随机掩膜板．成像的方式是基于压缩传感理论（cs）．此理论主要包括信号稀疏表示,编码测量和重建算法三部分．其核心思想是将压缩与采样合并进行,首先采集图像的非自适应线性投影（测量值）,然后根据相应重构算法由测量值重构原始图像．此系统通过测量图像和单一掩膜板的内积来得到单-THz强度值,最后得到一系列与掩膜板数目相同的测量值．CS理论可以从比N2少得多的测量值中来重建一幅NxN的图像,从而缩短成像时间,这种单点成像系统消除了对物体或THz波束进行光栅扫描的必要,不但提高了成像速度,而且保持了单像素探测的高灵敏度．我们利用连续THz波源一返波振荡器来进行实验并得到了初步实验结果．     

太赫兹射线成像的进展概况

太赫兹辐射介于微波和红外之间．本文回顾了太赫兹射线成像的进展情况．与微波、X射线、核磁共振NMR(nuclear magnetic resonance)成像相比,太赫兹成像不仅能给出物体的密度信息,而且能给出频率域的信息,以及在光频、微波和X射线范围内所不能给出的材料的转动、振动信息．太赫兹射线与其他频段的电磁波相比,它能量低,不会造成对生物样品的电离损伤,而且太赫兹射线很容易穿过介电材料,因而可以用于产品的安全监测、纳米材料的无损探伤．因此太赫兹成像技术在生物学、工业安全监测等方面有可能带来新的关键性的突破．     

太赫兹时域光谱成像系统的研究进展

太赫兹时域光谱成像技术具有穿透性、超快时间分辨能力、指纹光谱特性、安全无辐射电离等显著特点,在物质成分光谱分析、工业材料无损检测领域具有独特的应用价值,成为近些年来的研究热点。基于此,从成像体制和成像算法两个方向进行介绍。在成像体制层面,全面介绍了逐点扫描成像、太赫兹焦平面成像、太赫兹光电导阵列成像等二维的成像方式,以及突破衍射极限的太赫兹近场成像技术;在成像算法层面,介绍了飞行时间成像和断层扫描成像技术等三维成像方式。列举了太赫兹技术在生物医学、无损检测、安防检测等领域的应用。最后总结了当前太赫兹时域光谱技术所面临的问题。     

太赫兹成像技术在人体安检领域的研究进展

分析了太赫兹波的特点及其在人体成像安检中应用的潜在优势,概述了国内外太赫兹人体成像安检的发展现状,总结了太赫兹人体成像安检技术正在向阵列化、多频段、复合式方向发展,并对国内外学者在太赫兹图像处理算法上的研究成果进行了总结。     

太赫兹成像和光谱在医疗领域的应用综述

在医疗领域中,人们对于太赫兹成像与光谱的研究早已不再停留于几年前的基础研究了,而是深入到了以组织、细胞、皮肤成像以及中医药学检测分析等的集中研究.相比传统意义上的医疗手段,如超声波、X光、核磁共振及红外线等,太赫兹波技术具有更加显著的优势,主要体现在宽带光谱分析能力强、分辨率高及耗能低等方面.围绕着太赫兹成像和光谱技术...     

反射式太赫兹连续波线扫描成像系统

利用太赫兹线阵探测器和0.3 THz辐射源,搭建了反射式太赫兹连续波线扫描成像系统。通过双次扫描测量和图像线性叠加可以对样品反射的太赫兹图像进行精准测量,成像分辨率达到2 mm,成像面积达到40 mm×40 mm,测量耗时<3.0 min。利用此系统对隐蔽在信封和纺织物中的金属样品进行了成功识别,对预埋在聚乙烯板和泡沫塑料板内的异物进行了精准定位。实验结果验证,此系统可以对隐蔽在电介质材料中的物体进行快速准确地检测,表明了其在安全检查和无损探伤领域的应用价值。     

太赫兹量子级联激光器制备及其成像应用

太赫兹辐射源是太赫兹频段应用的关键器件．全固态相干太赫兹量子级联激光器作为一种重要的太赫兹辐射源具有能量转换效率高、体积小、轻便和易集成等优点．介绍了太赫兹量子级联激光器在激射频率和最高工作温度方面的研究进展,重点讨论了太赫兹量子级联激光器的制作工艺和测试方法．最后简单概述了太赫兹量子级联激光器在成像领域的应用．     

太赫兹科学技术及其应用研究

太赫兹技术是一个具有广泛应用前景的新兴学科,近10年来,太赫兹技术理论研究的蓬勃发展带动了太赫兹波应用研究的迅速扩大。文章简要介绍了太赫兹波的重要特性集、太赫兹技术的研究现状及应用前景,重点介绍了太赫兹科学技术在物体成像、生物医学、公共安全、网络通信和天文物理等领域的研究进展。     

2020年太赫兹科学与技术热点回眸

 2020年太赫兹科学与技术在辐射源、探测器、5G/6G通信、医疗、农业、安检与军事等领域取得了一系列突破性发展,为太赫兹的工程应用和产业化起到了积极的推动作用。对2020年太赫兹科学与技术关键热点,包括6G通信、太赫兹医疗、太赫兹军事应用等进行了概述,并展望了其未来发展。     

太赫兹电磁波在生物医学领域中的应用原理及进展

结合THz电磁波的特点和相关理论综合介绍了THz电磁波在生物医学领域的应用情况和进展状况,并且阐述了THz在生物医学领域所面临的问题及相关技术的发展．     

THz技术进展

THz(10^12Hz)技术是二十世纪八十年代末发展起来的一种新技术,它在很多基础研究领域、工业应用领域、医学领域、军事领域以及生物领域中有相当重要的应用前景。本文从总体上介绍了THz技术的基本研究情况,包括它的产生、探测机理研究,THz光谱应用研究及THz成像研究,并介绍了目前THz技术研究中亟待解决的一些问题。     

红外扫描相机高速图像数据采集和存储系统设计

介绍了一种基于PCI总线的高速图像数据采集和储存系统的设计方案。采用一片FDGA控制FIFO芯片以及PCI9054芯片逻辑。采用FIFO缓存使得采集系统的结构简化。给出了PCI总线控制器的实现和具体硬件电路设计,最后介绍了基于Driver Studio的图像采集系统软件设计。     

一种标定立体成像系统的新方法

在立体成像系统中，两相机的位置、取向、倾角由于机械上的困难，很难保证固定不变。因此，在匹配问题解决后，必须对成像系统进行标定，才能最终提取关于景物的三维信息，基于此，提出了一种成像系统的模型及其误差量定义，同时给出了用最小二乘法拟合立体成像系统参数的算法。     

Recent progress in terahertz science and technology

The relatively new technique of coherent electromagnetic radiation, in the region of 1012 Hz, has potential to detect the nature of low energy processes in physics, chemistry and biomedicine. In this review article, an overview of recent progress of terahertz (THz) science and technology is presented. The development of the THz generation and detection system, the THz radiation applications which include THz time-domain spectroscopy and T-ray imaging, and the future potential of THz wave research are discussed.     

折反射全景成像系统综述

本文首先简单地介绍了各种类型的全景成像系统,然后对折反射全景成像系统近几年的研究现状及成果进行分析,着重对不同类型的折反射全景成像系统原理进行了分析比较。最后讨论了折反射全景成像技术的应用前景和未来发展。     

基于非成像模型的摄像机校准方法

作为摄影测量关键部件的摄像机,其校准精确度直接影响了整个测量系统的测量不确定度．通过对常规摄像机校准技术的研究,发现基于内参数成像模型的校准方法会因为内参数综合优化的相关性干扰和非线性求解的不确定性使校准的畸变参数不稳定,且无法修正由镜头透镜组制造中的曲率变化非连续平滑等造成的非模型化畸变．结合航空摄影测量光学实验室方法与垂线法,以摄像机的成像原理为依据提出基于非成像模型的校准方法,以实现逐像元（甚至亚像素级）畸变的细化修正．实验表明,该校准方法的角度测量精度为±5″,系统不确定度为10×10-6,并可适用于所有的相机和镜头．     

医学远程图像系统的颜色再生成

介绍一种校准计算机显示器和寻找数码照相机的颜色校准公式的方法.实验中,首先校准计算机显示器并且固定其颜色显示,然后计算数码照相机的颜色公式,再用数码照相机的颜色公式修正数码照片.通过和实物比较发现,修正过的数码照片的颜色更接近真实物体的颜色.     

同步扫描水下激光成像系统主要参数的分析

利用光束扩展函数和点扩展函数,计算了在一般海水介质中,同步扫描水下激光成像系统,成像距离和成像质量与目标距离、接收视场角、光斑的大小和光功率等参数之间的数量关系。结果表明,压缩激光束和采用窄视场接收能有效地提高成像距离和改善成像质量,适当增大激光光功率也能使得成像距离和成像质量有所提高,但当光功率增加到一定值后,性能改善不明显。