提高連續(xù)太赫茲數(shù)字全息成像性能的研究.pdf

1、隨著太赫茲成像技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對太赫茲成像系統(tǒng)的性能指標提出了越來越高的要求,改進成像系統(tǒng)、提高系統(tǒng)橫向分辨率、改善成像質(zhì)量對太赫茲成像技術(shù)的發(fā)展和應用十分必要。太赫茲數(shù)字全息技術(shù)是太赫茲技術(shù)與數(shù)字全息技術(shù)的結(jié)合,其可突破衍射的限制,有效提高系統(tǒng)的數(shù)值孔徑,實現(xiàn)高分辨率成像。本論文基于 CO2泵浦連續(xù)太赫茲激光器和熱釋電相機搭建了2.52THz離軸數(shù)字全息成像系統(tǒng)及2.52THz伽栢同軸數(shù)字全息成像系統(tǒng),對太赫茲數(shù)字全息系統(tǒng)、系統(tǒng)成

2、像特性及影響系統(tǒng)成像質(zhì)量因素等進行了較深入、細致的仿真與實驗研究。
　　為了實現(xiàn)高質(zhì)量、高分辨率太赫茲數(shù)字全息成像,對數(shù)字全息再現(xiàn)算法及太赫茲數(shù)字全息中的關(guān)鍵問題進行了研究。詳細介紹了系統(tǒng)橫向分辨率與再現(xiàn)像分辨率的差異,并對影響系統(tǒng)橫向分辨率的因素進行了分析;提出了一種可實現(xiàn)再現(xiàn)像面任意采樣的改進卷積再現(xiàn)算法,并對其性能進行了仿真驗證;對太赫茲數(shù)字全息中的參考光波矢提取、光束質(zhì)量對再現(xiàn)像質(zhì)的影響及零級衍射消除方法等關(guān)鍵問題進行了仿

3、真研究,為后面實驗提供了理論支撐。
　　搭建了2.52THz離軸數(shù)字全息成像系統(tǒng),并對系統(tǒng)成像特性及自動聚焦技術(shù)進行了研究。對參考光遮擋的“病態(tài)”系統(tǒng)進行了實驗研究,驗證了參考光畸變對再現(xiàn)像質(zhì)的影響;對“病態(tài)”系統(tǒng)進行了優(yōu)化調(diào)整,使用分辨率板及復雜目標進行了一系列的成像實驗,測試了系統(tǒng)成像質(zhì)量及系統(tǒng)實際橫向分辨率;同時,對數(shù)字全息再現(xiàn)中的自動聚焦問題進行了研究,提出了一種基于小波變換的聚焦判據(jù)函數(shù),通過模擬仿真和鏤空目標成像實驗,

4、對提出的小波變換聚焦判據(jù)函數(shù)的有效性和實用性進行了驗證。
　　搭建了2.52THz伽栢同軸數(shù)字全息成像系統(tǒng),對系統(tǒng)成像特性進行了實驗研究。使用一系列不同的成像目標對系統(tǒng)成像質(zhì)量及系統(tǒng)橫向分辨率進行了測試,獲得了高質(zhì)量、高分辨率的再現(xiàn)像,驗證了其優(yōu)越的成像性能及對復雜、多細節(jié)目標的成像能力;同時,進行了隱藏目標太赫茲同軸數(shù)字全息成像實驗,實現(xiàn)了隱藏目標高質(zhì)量成像,驗證了太赫茲數(shù)字全息技術(shù)用于隱藏目標探測的可行性;最后,對2.52TH