一種太赫茲光擴(kuò)束均勻化裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種太赫茲光擴(kuò)束均勻化裝置，所述擴(kuò)束均勻化裝置的前端設(shè)置有太赫茲光源，所述擴(kuò)束均勻化裝置包括擴(kuò)束器、積分器和成像焦平面，所述擴(kuò)束器設(shè)置在太赫茲光源與積分器之間，所述焦平面設(shè)置在積分器后端，所述擴(kuò)束器包括凸透鏡I和凸透鏡II，所述凸透鏡I設(shè)置在凸透鏡II與太赫茲光源之間，所述積分器包括兩個(gè)微透鏡陣列、透鏡和聚光透鏡，所述兩個(gè)微透鏡陣列分別固定設(shè)置在透鏡的前后兩面，所述透鏡設(shè)置在聚光透鏡前端，所述成像焦平面設(shè)置在聚光透鏡后焦點(diǎn)處，所述凸透鏡I、凸透鏡II和聚光透鏡的光心與太赫茲光源的中心在同一直線上；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，能獲得大面積能量均勻分布的平頂太赫茲光斑。
【專利說明】
一種太赫茲光擴(kuò)束均勻化裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于太赫茲成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種太赫茲光擴(kuò)束均勻化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]太赫茲成像技術(shù)是利用太赫茲光線照射被測物體，通過在焦平面收集物體的透射或反射信息，進(jìn)而成像的技術(shù)。太赫茲成像目前廣泛應(yīng)用于無損檢測，安檢，生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
[0003]選擇合適的太赫茲光源是成像系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。相比于利用點(diǎn)光源掃描成像，利用太赫茲面陣成像具有像素點(diǎn)多，成像速度快，實(shí)時(shí)成像等優(yōu)點(diǎn)。面陣成像系統(tǒng)所需的面光源以及面陣探測器的響應(yīng)度標(biāo)定都要求使用大面積能量分布均勻的太赫茲光束?，F(xiàn)有的太赫茲源主要利用氣體激光器抽運(yùn)甲醇，二氟甲烷或者一氯甲烷產(chǎn)生不同波段的太赫茲光或者利用量子級聯(lián)激光器(QCL)實(shí)現(xiàn)全固態(tài)太赫茲激光。這兩種方法產(chǎn)生的太赫茲光輸出有功率波動，光斑直徑很小(在毫米級)，能量呈高斯分布，不能滿足面陣實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)的需求。為了獲得大面積均勻的太赫茲光束，就需要一種對太赫茲激光進(jìn)行擴(kuò)束與均勻化裝置。
[0004]而現(xiàn)有技術(shù)雖然能基本滿足獲得大面積均勻的太赫茲光束，但是仍然無法達(dá)到更加均勻的平頂能量分布，不利于焦平面探測器標(biāo)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種太赫茲光擴(kuò)束均勻化裝置，實(shí)現(xiàn)獲得能量均勻分布的面積較大的平頂太赫茲光斑。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:
[0007]本發(fā)明提供了一種太赫茲光擴(kuò)束均勻化裝置，所述擴(kuò)束均勻化裝置的前端設(shè)置有太赫茲光源，所述擴(kuò)束均勻化裝置包括擴(kuò)束器、積分器和成像焦平面，所述擴(kuò)束器設(shè)置在太赫茲光源與積分器之間，所述焦平面設(shè)置在積分器后端，所述擴(kuò)束器包括凸透鏡I和凸透鏡II，所述凸透鏡I設(shè)置在凸透鏡II與太赫茲光源之間，所述凸透鏡I的后焦點(diǎn)與凸透鏡II的前焦點(diǎn)重合，所述積分器包括兩個(gè)微透鏡陣列、透鏡和聚光透鏡，所述微透鏡陣列由若干個(gè)子球面透射鏡排列構(gòu)成，所述兩個(gè)微透鏡陣列分別固定設(shè)置在透鏡的前后兩面，所述透鏡設(shè)置在聚光透鏡前端，所述成像焦平面設(shè)置在聚光透鏡后焦點(diǎn)處，所述凸透鏡1、凸透鏡II和聚光透鏡的光心與太赫茲光源的中心在同一直線上。
[0008]采用上述方案的有益效果是能獲得大面積能量均勻分布的平頂太赫茲光斑。
[0009]進(jìn)一步，所述擴(kuò)束器還包括毛玻璃散射器，所述毛玻璃散射器設(shè)置在凸透鏡I的后焦.點(diǎn)與凸透鏡II的前焦點(diǎn)重合處。
[0010]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是通過毛玻璃散射器可減少相干光束在焦平面所產(chǎn)生的干涉條紋。
[0011]進(jìn)一步，所述凸透鏡II與凸透鏡I的焦距比為1.5到20之間；所述設(shè)置在透鏡前面的子球面透射鏡的焦點(diǎn)位于設(shè)置在透鏡后面的子球面透射鏡表面圓弧上。
[0012]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是有利于太赫茲光的發(fā)散。
[0013]進(jìn)一步，所述擴(kuò)束器和積分器由聚4-甲基戊烯或區(qū)熔高阻硅制作而成。
[0014]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是提高太赫茲光的透過率。
【附圖說明】
[0015]圖1為一種太赫茲光擴(kuò)束均勻化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為在成像焦平面上獲得的太赫茲光斑能量分布圖。
[0017]附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下:
[0018]1.太赫茲光源，2.擴(kuò)束器，3.積分器，4.成像焦平面，5.凸透鏡I，6.凸透鏡II，7.微透鏡陣列，8.透鏡，9.聚光透鏡，10.子球面透射鏡，11.毛玻璃散射器。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0020]實(shí)施例、參見圖1和圖2所示，本發(fā)明提供一種太赫茲光擴(kuò)束均勻化裝置，所述擴(kuò)束均勻化裝置的前端設(shè)置有太赫茲光源I，所述擴(kuò)束均勻化裝置包括擴(kuò)束器2、積分器3和成像焦平面4，所述擴(kuò)束器2設(shè)置在太赫茲光源I與積分器3之間，所述焦平面設(shè)置在積分器3后端，所述擴(kuò)束器2包括凸透鏡15和凸透鏡116，所述凸透鏡15設(shè)置在凸透鏡116與太赫茲光源I之間，所述凸透鏡15的后焦點(diǎn)與凸透鏡116的前焦點(diǎn)重合，所述積分器3包括兩個(gè)微透鏡陣列7、透鏡8和聚光透鏡9，所述微透鏡陣列7由若干個(gè)子球面透射鏡10排列構(gòu)成，所述兩個(gè)微透鏡陣列7分別固定設(shè)置在透鏡8的前后兩面，所述透鏡8設(shè)置在聚光透鏡9前端，所述成像焦平面4設(shè)置在聚光透鏡9后焦點(diǎn)處，所述凸透鏡15、凸透鏡116和聚光透鏡9的光心與太赫茲光源I的中心在同一直線上，太赫茲光源I射出太赫茲光，通過擴(kuò)束器2發(fā)散，發(fā)散后的太赫茲光射入積分器3，積分器3中微透鏡陣列7與透鏡8通過射入的發(fā)散后的太赫茲光形成二級太赫茲光源陣列，聚光透鏡9將二級太赫茲光源陣列的太赫茲光匯聚并導(dǎo)向成像焦平面4獲得面積較大能量分布均勻的平頂太赫茲光斑。
[0021]所述擴(kuò)束器2還包括毛玻璃散射器11，所述毛玻璃散射器11設(shè)置在凸透鏡15的后焦.點(diǎn)與凸透鏡116的前焦點(diǎn)重合處，通過毛玻璃散射器可減少相干光束在成像焦平面4所產(chǎn)生的干涉條紋;所述凸透鏡116與凸透鏡15的焦距比為1.5到20之間，所述設(shè)置在透鏡8前面的子球面透射鏡10的焦點(diǎn)位于設(shè)置在透鏡8后面的子球面透射鏡10表面圓弧上;所述擴(kuò)束器2和積分器3由聚4-甲基戊烯(TPX)或區(qū)熔高阻硅(HRFZ-Si)制作而成，所述擴(kuò)束器2和積分器3的表面沉積10-80μπι增透膜，所述增透膜為高密度聚乙烯(HDPE)，聚四氟乙烯(PTFE)或帕里綸(Parylene)，可以提高太赫茲光的透過率。
[0022]本發(fā)明提供的一種太赫茲光擴(kuò)束均勻化裝置結(jié)構(gòu)簡單，能獲得大面積能量均勻分布的平頂太赫茲光斑。
[0023]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太赫茲光擴(kuò)束均勻化裝置，所述擴(kuò)束均勻化裝置的前端設(shè)置有太赫茲光源(I)，其特征在于，所述擴(kuò)束均勻化裝置包括擴(kuò)束器(2)、積分器(3)和成像焦平面(4)，所述擴(kuò)束器(2)設(shè)置在太赫茲光源(I)與積分器(3)之間，所述焦平面設(shè)置在積分器(3)后端，所述擴(kuò)束器(2)包括凸透鏡1(5)和凸透鏡11(6)，所述凸透鏡1(5)設(shè)置在凸透鏡11(6)與太赫茲光源(I)之間，所述凸透鏡1(5)的后焦點(diǎn)與凸透鏡11(6)的前焦點(diǎn)重合，所述積分器(3)包括兩個(gè)微透鏡陣列(7)、透鏡(8)和聚光透鏡(9)，所述微透鏡陣列(7)由若干個(gè)子球面透射鏡(10)排列構(gòu)成，所述兩個(gè)微透鏡陣列(7)分別固定設(shè)置在透鏡(8)的前后兩面，所述透鏡(8)設(shè)置在聚光透鏡(9)前端，所述成像焦平面(4)設(shè)置在聚光透鏡(9)后焦點(diǎn)處，所述凸透鏡I(5)、凸透鏡11(6)和聚光透鏡(9)的光心與太赫茲光源(I)的中心在同一直線上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太赫茲光擴(kuò)束均勻化裝置，其特征在于，所述擴(kuò)束器(2)還包括毛玻璃散射器(U)，所述毛玻璃散射器(11)設(shè)置在凸透鏡1(5)的后焦.點(diǎn)與凸透鏡11(6)的前焦點(diǎn)重合處。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太赫茲光擴(kuò)束均勻化裝置，其特征在于，所述凸透鏡II(6)與凸透鏡1(5)的焦距比為1.5到20之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太赫茲光擴(kuò)束均勻化裝置，其特征在于，所述設(shè)置在透鏡(8)前面的子球面透射鏡(10)的焦點(diǎn)處在位于設(shè)置在透鏡(8)后面的子球面透射鏡(10)表面圓弧上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太赫茲光擴(kuò)束均勻化裝置，其特征在于，所述擴(kuò)束器(2)和積分器(3)由聚4-甲基戊烯或區(qū)熔高阻硅制作而成。
【文檔編號】G02B27/09GK105911702SQ201610407943
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】王亮, 王鵬, 王宏臣, 陳文禮, 董珊
【申請人】煙臺睿創(chuàng)微納技術(shù)有限公司