一種適用于反射式太赫茲波系統的自動對焦裝置和方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種適用于反射式太赫茲波系統的自動對焦裝置，包括第一移動裝置和控制器，第一探測器用于檢測成像面附近第一預設三維區域內的太赫茲波，控制器用于判別第一信號強度，并通過第一移動裝置控制第一探測器進行移動。直到所檢測的第一信號強度最大，則和強度最大相對應的點作為掃描成像的焦點位置。本發明專利技術還公開了一種對焦方法，包括：選取成像面附近的第一預設區域作為太赫茲波的第一掃描區域；通過第一移動裝置控制第一探測器進行移動，獲取太赫茲波；選取第一信號強度最大的點作為第一探測器掃描成像的焦點。因此通過采用第一移動裝置帶動第一探測器的方式來尋找焦點位置，不僅減少了成本，對焦效率和準確率也有所提高。

Automatic focusing device and method suitable for reflection type terahertz wave system

The invention discloses an automatic focusing device suitable for reflective THz wave system, including the first mobile device and the controller, the first detector for detecting the imaging surface near the first preset three-dimensional terahertz wave region, controller is used for judging first signal strength, and through the first mobile device control first mobile detector. The point corresponding to the maximum intensity is used as the focal point of the scanning image until the maximum intensity of the first signal is detected. The invention also discloses a focusing method includes selecting a first preset imaging region near the surface as the first scan area of terahertz wave; moving the first detector through the first mobile device control, obtain terahertz wave; maximum signal strength as the first selection of the first focus scanning imaging detector. Therefore, by using a first moving device to drive the first detector to locate the focus position, the cost is reduced, and the efficiency and accuracy of the detector are also improved.

【技術實現步驟摘要】
一種適用于反射式太赫茲波系統的自動對焦裝置和方法
本專利技術涉及太赫茲波光學領域，特別是涉及一種適用于反射式太赫茲波系統的自動對焦裝置和方法。
技術介紹
THz波是介于微波和紅外之間的電磁波，波長在30μm到3000μm之間，頻率為0.1-10THz之間。THz波不僅擁有和光波相同的直進性，而且還具有與電波相類似的穿透性和吸收性，匯集了這些優點，THz波一直是商業產品開發的關鍵。太赫茲技術其主要優點如下：(1)太赫茲譜帶波長比一般光學和近紅外譜的波長要長，所以太赫茲輻射檢測生物組織樣本不易發生散射；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。(2)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部物體進行探測。(3)由于太赫茲波的光子能量很低(毫電子伏量級)，它穿透物質時，不易發生電離，因而可用來進行安全的無損檢測，與之對應的X射線檢測則有相當的電離輻射危險。(4)許多物質大分子，如生物大分子的振動和旋轉頻率都在THz波段，所以在THz波段表現出很強的吸收和諧振，這表明采用太赫茲光譜分析技術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行非接觸式成分分析。(5)THz波的時域頻譜信噪比很高，這使得THz非常適用于成像應用。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、半導體、超導體、生物樣品等)進行時間分辨的研究。THz用于等離子體檢測，利用THz輻射可以探測出高溫、高密度等離子體中密度的空間分布。(6)THz在皮膚癌的診斷和治療、DNA探測、THz醫學應用、THz斷層成像、THz生物化學應用以及藥物的分析和檢測等方面都顯示了其強大的功能和成效。但是在太赫茲波段的光學系統中，往往存在需要對于聚焦光斑進行精確對焦的問題，而手動對焦往往存在對焦不準確、花費時間長等缺點，特別在一些需要高精度、低誤差的太赫茲系統中，手動對焦比較困難。因此，如何提高反射式太赫茲波系統的對焦準確度，是本領域技術人員急需解決的技術問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供適用于反射式太赫茲波系統的自動對焦裝置和方法，可以有效解決對焦不準確，對焦時間長以及人力成本較高等問題。為解決上述技術問題，本專利技術提供了如下技術方案：一種適用于反射式太赫茲波系統的自動對焦裝置，太赫茲系統包括：太赫茲波源、第一透鏡、第二透鏡、分束鏡、第一探測器，所述太赫茲波源發出的太赫茲波經過所述分束鏡折射后，被所述第一透鏡和所述第二透鏡準直、聚焦在樣品面上，然后經過樣品面的反射，再依次通過所述第二透鏡和所述第一透鏡，經所述分束鏡反射聚焦在成像面，所述自動對焦裝置包括第一移動裝置和控制器，所述第一探測器用于檢測所述成像面附近第一預設三維區域內的太赫茲波，所述控制器用于判別所述第一探測器探測到的太赫茲波的第一信號強度，并根據所述第一信號強度通過所述第一移動裝置控制所述第一探測器進行移動。優選地，所述自動對焦裝置還包括第二移動裝置，所述太赫茲系統還包括用于將檢測到的所述樣品面附近第二預設三維區域內的太赫茲波發送給控制器的第二探測器，所述第二移動裝置用于根據所述控制器判別所述第二探測器探測到的太赫茲波的第二信號強度來控制所述第二探測器進行移動。優選地，所述第一移動裝置和所述第二移動裝置均包括三維電機。一種適用于反射式太赫茲波系統的自動對焦方法，包括：選取成像面附近的第一預設區域作為太赫茲波的第一掃描區域；通過第一移動裝置控制第一探測器進行移動，使所述第一探測器依次接收經分束鏡反射在所述第一掃描區域內各點的太赫茲波；選取所述第一掃描區域內的太赫茲波的第一信號強度最大的點作為所述第一探測器掃描成像的焦點。優選地，包括：判斷所述第一信號強度最大的點是否處于所述第一掃描區域的邊界；若否，則將所述第一信號強度最大的點作為所述第一探測器掃描成像的焦點；若是，則擴大所述第一掃描區域。優選地，在確定所述第一探測器掃描成像的焦點之后，還包括：選取樣品面附近的第二預設區域作為太赫茲波的第二掃描區域；通過第二移動裝置控制第二探測器進行移動，使所述第二探測器依次接收透射在所述第二掃描區域內各點的太赫茲波；選取所述第二掃描區域內的太赫茲波的第二信號強度最大的點，作為所述第二探測器掃描樣品的焦點。優選地，在確定所述第二探測器掃描樣品的焦點之后，還包括：判斷所述第二信號強度最大的點是否處于所述第二掃描區域的邊界；若否，則將所述第二信號強度最大的點作為所述第二探測器掃描樣品的焦點；若是，則擴大所述第二掃描區域。與現有技術相比，上述技術方案具有以下優點：本專利技術所提供的一種適用于反射式太赫茲波系統的自動對焦裝置，太赫茲系統包括：太赫茲波源、第一透鏡、第二透鏡、分束鏡、第一探測器，太赫茲波源發出的太赫茲波經過分束鏡折射后，被第一透鏡和第二透鏡準直、聚焦在樣品面上，然后經過樣品面的反射，再依次通過第二透鏡和第一透鏡，經分束鏡反射聚焦在成像面，自動對焦裝置包括第一移動裝置和控制器，第一探測器用于檢測成像面附近第一預設三維區域內的太赫茲波，控制器用于判別第一探測器探測到的太赫茲波的第一信號強度，并根據第一信號強度通過第一移動裝置控制第一探測器進行移動。本專利技術還公開了一種適用于反射式太赫茲波系統的自動對焦方法，包括：選取成像面附近的第一預設區域作為太赫茲波的第一掃描區域；通過第一移動裝置控制第一探測器進行移動，使第一探測器依次獲取第一掃描區域內各點的太赫茲波；選取第一掃描區域內的太赫茲波的第一信號強度最大的點作為第一探測器掃描成像的焦點。首先將成像面定位在距離分束鏡中心的一個的工作距離處，然后通過第一移動裝置帶動第一探測器在樣品面附近第一預設三維區域進行勻速運動來檢測太赫茲波，控制器實時判別第一探測器所檢測到的太赫茲波的第一信號強度，直到第一探測器所檢測的太赫茲波的第一信號強度最大，則和第一信號強度最大所相對應的點作為第一探測器掃描成像的焦點位置。因此通過采用第一移動裝置帶動第一探測器的方式來尋找焦點位置，不僅減少了系統成本，而且還減少了人力成本，重要的是，對焦效率和準確率均有所提高。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術一種具體實施方式所提供的一種適用于反射式太赫茲波系統的自動對焦裝置的結構示意圖；圖2為本專利技術一種具體實施方式所提供的一種適用于反射式太赫茲波系統的自動對焦方法的流程示意圖；圖3為本專利技術一種具體實施方式所提供的一種適用于反射式太赫茲波系統的自動對焦方法中的第一探測器在光束y軸截面進行移動的流程示意圖；圖4為本專利技術一種具體實施方式所提供的一種適用于反射式太赫茲波系統的自動對焦方法中的第一探測器在光束x軸截面進行移動的流程示意圖；圖5為本專利技術一種具體實施方式所提供的一種適用于反射式太赫茲波系統的自動對焦方法中的第一探測器在光束z軸截面進行移動的流程示意圖。附圖標記如下：1為太赫茲波源，2為分束鏡，3為成像面，4本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種適用于反射式太赫茲波系統的自動對焦裝置，其特征在于，太赫茲系統包括：太赫茲波源、第一透鏡、第二透鏡、分束鏡、第一探測器，所述太赫茲波源發出的太赫茲波經過所述分束鏡折射后，被所述第一透鏡和所述第二透鏡準直、聚焦在樣品面上，然后經過樣品面的反射，再依次通過所述第二透鏡和所述第一透鏡，經所述分束鏡反射聚焦在成像面，所述自動對焦裝置包括第一移動裝置和控制器，所述第一探測器用于檢測所述成像面附近第一預設三維區域內的太赫茲波，所述控制器用于判別所述第一探測器探測到的太赫茲波的第一信號強度，并根據所述第一信號強度通過所述第一移動裝置控制所述第一探測器進行移動。

【技術特征摘要】
1.一種適用于反射式太赫茲波系統的自動對焦裝置，其特征在于，太赫茲系統包括：太赫茲波源、第一透鏡、第二透鏡、分束鏡、第一探測器，所述太赫茲波源發出的太赫茲波經過所述分束鏡折射后，被所述第一透鏡和所述第二透鏡準直、聚焦在樣品面上，然后經過樣品面的反射，再依次通過所述第二透鏡和所述第一透鏡，經所述分束鏡反射聚焦在成像面，所述自動對焦裝置包括第一移動裝置和控制器，所述第一探測器用于檢測所述成像面附近第一預設三維區域內的太赫茲波，所述控制器用于判別所述第一探測器探測到的太赫茲波的第一信號強度，并根據所述第一信號強度通過所述第一移動裝置控制所述第一探測器進行移動。2.根據權利要求1所述的自動對焦裝置，其特征在于，所述自動對焦裝置還包括第二移動裝置，所述太赫茲系統還包括用于將檢測到的所述樣品面附近第二預設三維區域內的太赫茲波發送給控制器的第二探測器，所述第二移動裝置用于根據所述控制器判別所述第二探測器探測到的太赫茲波的第二信號強度來控制所述第二探測器進行移動。3.根據權利要求2所述的自動對焦裝置，其特征在于，所述第一移動裝置和所述第二移動裝置均包括三維電機。4.一種適用于反射式太赫茲波系統的自動對焦方法，其特征在于，包括：選取成像面附近的第一預設...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃印，吳昕，鄒巍，季凡，曾大章，
申請(專利權)人：成都曙光光纖網絡有限責任公司，
類型：發明
國別省市：四川,51