THz成像技術(shù)介紹

THz成像技術(shù)是THz技術(shù)發(fā)展的重要方向之一，在國防、安檢、材料、生物和醫(yī)療領(lǐng)域都有著重大意義。目前THz成像技術(shù)主要分為：掃描成像和THz面陣探測器直接成像，但是這兩種方式都面臨著重大的技術(shù)挑戰(zhàn)。
首先，THz掃面成像，這種方式多應(yīng)用在時域光譜領(lǐng)域中，掃面成像需要的時間較長，無法實時成像，且隨著空間分辨率的提高及掃描面積的加大，所需要的時間越長，使得這種方式的發(fā)展在很多應(yīng)用中受到限制，如國防、安檢、生物醫(yī)療等；另該方式產(chǎn)生的THz輻射較弱，相應(yīng)的穿透力較弱，且由于水對于THz的吸收，使其無法在空氣中較長距離的傳輸，這也限制了該方式在很多領(lǐng)域的應(yīng)用。
其次，THz面陣探測器直接成像，這種方式可做實時成像，且由于目前THz激光器的功率可以做到幾百毫瓦接瓦級，所以可以實現(xiàn)較長距離的實時成像。這種方式原本應(yīng)該是成像應(yīng)用中的方式，但是由于THz面陣探測器的研發(fā)難度較大，目前領(lǐng)域內(nèi)的THz面陣探測器空間分辨率較低，靶面較小，靈敏度較低，這些都限制著THz面陣探測器直接成像技術(shù)的發(fā)展。
 
美國Microtech公司推出了THz上轉(zhuǎn)換成像技術(shù)
 
該技術(shù)利用THz光束和1064nm光束的差頻及和頻，利用普通的CCD成像，較大程度的提高了空間分辨率、靈敏度及靶面大小。

圖1. 實驗原理圖
圖1. THz非線性成像的實驗原理圖（THz輻射入射到樣品上，然后聚焦到非線性晶體。1064nm的紅外光束和THz光束在晶體里重疊，THz光束上轉(zhuǎn)換成紅外光。透鏡的作用是讓上轉(zhuǎn)換光束在CCD上成像。1064nm的紅外背景需要用限波濾光片和偏振濾光片去除。）
 

                                          圖2. 頻率變化示意圖

圖2. 1064nm泵浦光譜（黑線）。通過泵浦光和THz脈沖的混頻，頻率求和的是上轉(zhuǎn)換光束（藍色），頻率求差的光束（紅色）也會產(chǎn)生，對于ps脈沖，上轉(zhuǎn)換光譜能更好的從泵浦光中分出來。
目前，THz的寬帶、相干探測在科學(xué)界廣泛應(yīng)用，許多工業(yè)應(yīng)用要求THz光束在成像之前能在空氣或者其他材料中傳播。通過上轉(zhuǎn)換成近紅外的窄帶THz探測在增加信噪比方面比利用寬帶脈沖的電光取樣技術(shù)有潛在的數(shù)量級的優(yōu)勢。此外，窄帶THz的應(yīng)用會越加讓人滿意，因為窄帶THz可以調(diào)整為在長光程中低衰減的大氣傳輸窗口。對于這一應(yīng)用，TPO是*的可以提供窄線寬、高平均功率和高峰值功率的理想的源
TPO太赫茲參量振蕩器是一個理想的用于非線性太赫茲成像的源，可以提供同步的THz脈沖和IR輻射。
 
 

• 在上轉(zhuǎn)換信號中，高重頻提供了高平均功率，使CCD相機更容易探測。
• 窄帶寬脈沖使上轉(zhuǎn)換信號更容易被分開，可以使用限波濾光片去除較強的泵浦光。
• 紅外光可以同時作為OPO和上轉(zhuǎn)換的泵浦光，使整個過程更同步。

 
相關(guān)產(chǎn)品：
 

 
產(chǎn)品參數(shù)：
 

注意：偏振方式：垂直方向的線偏振
 
工作原理：
鎖模光纖激光器使用10W平均功率，6ps脈沖和1064nm波長泵浦OPO晶體。這些會下轉(zhuǎn)換到被0.85 THz或者1.55 THz分開的2.1um的信號和閑頻脈沖。以準(zhǔn)相位方式同置于OPO腔內(nèi)的砷化鎵匹配的信號和閑頻脈沖之間產(chǎn)生差頻以生成一個穩(wěn)定的差頻輸出。
 
THz波會被提取出來通過帶有紅外通道的正確角度的拋物鏡，確保THz波校準(zhǔn)和反射出腔內(nèi)。使用一片長波通過的濾光片當(dāng)做窗口來防止一些被忽略的低能的紅外型號分散進入OPO，以保證0.85THz和1.5THz輸出的純度。此外，1um和2um的輸出也可以適應(yīng)泵浦探測和時域?qū)嶒灥囊蟆?br /> 
應(yīng)用

• THz成像
• 泵浦探測實驗
• THz光譜
• 非線性光學(xué)

                     TPO-850的典型光譜輸出                            TPO-1500和TPO-1500-HP的典型光譜輸出