專利名稱：一種行道安檢THz攝像儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輻射成像和安檢技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種固體THz發(fā)生器加斯特林熱電面陣的行道安檢THz攝像儀，該行道安檢THz攝像儀采用半導(dǎo)體激光器光泵截面為平弧門式的鈮酸鋰晶體棒與其拉曼散射光差頻產(chǎn)生的強THz射線照射行道，并依靠斯特林機致冷的熱電薄膜面陣進行THz波段攝像。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的太赫茲成像技術(shù)，大多數(shù)是用飛秒激光照射碲化鋅等非線性晶體產(chǎn)生脈沖 THz射線作時域二維的掃描，由碲化鋅等非線性晶體接收掃描的THz射線作光電轉(zhuǎn)換獲得太赫茲成像信號，這種方法已有商品可售，但由于一秒鐘約數(shù)十次的點脈沖無法在短時間內(nèi)掃描完大面積的人體與物體，僅能短時間對小物體完成太赫茲成像，實用性較低。目前實驗室還采用二束波長相差約十納米的激光照射一非線性晶體進行混頻得差頻THz射線輸出，但效率不高，體積增大，難以得到較大功率THz射線輸出作遠程攝像。另外實驗室在發(fā)展的量子級聯(lián)THz激光器、THz半導(dǎo)體激光器等THz源，由于輸出功率低，難以作遠程反射式太赫茲攝像。自由電子THz激光器輸出功率很大，但體積非常龐大，不適宜作為行道安檢太赫茲攝像用助視輻射源。攝像用的THz傳感器若用點傳感器作掃描時域成像，目前掃描一幀圖像成像時間太長而難以實用；進行長時間遠程行道安檢適宜用快速成像的THz面陣傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供針對現(xiàn)有技術(shù)的提高，而提供一種行道安檢THz攝像儀， 達到遠程行道對人對物的長時間太赫茲反射攝像或透視攝像，探測攜帶的危險物品安檢目的。本發(fā)明解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種行道安檢THz攝像儀，其特征在于，由斯特林機制冷熱電面陣THz攝像頭和半導(dǎo)體激光器光泵截面為平弧門式鈮酸鋰晶體棒的固體THz遠程輻射源構(gòu)成，其中斯特林機制冷熱電面陣THz攝像頭和半導(dǎo)體激光器光泵截面為平弧門式鈮酸鋰晶體棒的固體THz遠程輻射源對準行道進行反射式THz助視攝像或者對準行道相向?qū)ι溥M行THz攝像。在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述斯特林機制冷熱電面陣THz攝像頭和半導(dǎo)體激光器光泵截面為平弧門式鈮酸鋰晶體棒的固體THz遠程輻射源分別通過第一角度可調(diào)支架和第二角度可調(diào)支架安裝在云臺上，對準所述行道安檢位置上的人或物進行反射式THz 助視攝像。所述半導(dǎo)體激光器光泵截面為平弧門式鈮酸鋰晶體棒的固體THz遠程輻射源的 THz射線出射方向與所述斯特林機制冷熱電面陣THz攝像頭的攝像方向在所述行道安檢位置處交匯。所述第一角度可調(diào)支架的調(diào)節(jié)角度為0 40度；所述第二角度可調(diào)支架的調(diào)節(jié)角度為0 40度。在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述斯特林機制冷熱電面陣THz攝像頭和半導(dǎo)體激光器光泵截面為平弧門式鈮酸鋰晶體棒的固體THz遠程輻射源分別通過第一固定支架和第二固定支架分別安裝在所述行道安檢位置的兩側(cè)，相向?qū)仕鲂械腊矙z位置上的人或物形成對射進行THz攝像。所述斯特林機制冷熱電面陣THz攝像頭和半導(dǎo)體激光器光泵截面為平弧門式鈮酸鋰晶體棒的固體THz遠程輻射源分別安裝在所述行道安檢位置的兩側(cè)時，二者相向安裝的光軸穿過安檢位置中心，安裝平均高度為半人高度。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述斯特林機制冷熱電面陣THz攝像頭通過電掃描和電信號放大處理輸出視頻THz攝像電視信號并且電掃描幀同步相位由儀器鎖定。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述斯特林機制冷熱電面陣THz攝像頭包括一攝像頭殼體；配置在所述攝像頭殼體內(nèi)中間位置的斯特林制冷機；配置在所述攝像頭殼體內(nèi)且位于所述斯特林制冷機的前端的冷倉，所述冷倉內(nèi)抽
真空隔熱；配置在所述攝像頭殼體內(nèi)且位于冷倉的冷壁上的鉭酸鋰薄膜熱電面陣傳感器，其中所述鉭酸鋰薄膜熱電面陣傳感器熱電感應(yīng)達到對THz波段敏感；配置在所述攝像頭殼體內(nèi)且位于鉭酸鋰薄膜熱電面陣傳感器光軸前的物鏡接 Π ； 配置在物鏡接口上的THz物鏡；配置在所述攝像頭殼體內(nèi)的THz攝像頭的電掃描同步控制與信號放大處理電路板，所述鉭酸鋰薄膜熱電面陣傳感器的信號控制引腳通過屏蔽的短引線引出冷倉外與所述 THz攝像頭的電掃描同步控制與信號放大處理電路板各端點進行電連接；配置在所述攝像頭殼體內(nèi)的電源模塊，所述電源模塊給所述THz攝像頭的電掃描同步控制與信號放大處理電路板、鉭酸鋰薄膜熱電面陣傳感器和斯特林制冷機供電。所述THz物鏡為金面反射式物鏡或用聚乙烯鏡片的折射式THz物鏡。所述斯特林制冷機配置有100大氣壓的壓縮機。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述半導(dǎo)體激光器光泵截面為平弧門式鈮酸鋰晶體棒的固體THz遠程輻射源包括一半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體固體THz發(fā)生器和配置在所述半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體固體THz發(fā)生器輸出光軸上的一組聚光擴束鏡，所述一組聚光擴束鏡將半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體固體THz發(fā)生器輸出的能量集中在與所述斯特林機制冷熱電面陣THz攝像頭視場角相近的立體角出射。所述半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體固體THz發(fā)生器由半導(dǎo)體激光器作泵浦源經(jīng)泵浦Nd: YAG諧振元件加調(diào)諧器而產(chǎn)生1064nm相干脈沖激光。所述1064nm相干短脈沖激光的頻率是所述斯特林機制冷熱電面陣THz攝像頭的攝像幀頻的整數(shù)倍且鎖相在非消隱期間。所述半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體固體THz發(fā)生器，包括一發(fā)生器殼體；所述一組聚光擴束鏡配置在所述發(fā)生器殼體的最前端；配置在所述發(fā)生器殼體內(nèi)最后端的半導(dǎo)體激光器；
配置在所述發(fā)生器殼體內(nèi)且位于半導(dǎo)體激光器前端的半導(dǎo)體激光器輸出光軸上的Nd: YAG諧振元件與電光調(diào)諧器；配置在所述發(fā)生器殼體內(nèi)且位于Nd:YAG諧振元件前端輸出光軸上的截面為平弧門式鈮酸鋰晶體棒，所述泵浦Nd: YAG諧振元件產(chǎn)生的1064nm相干脈沖激光對所述鈮酸鋰晶體棒進行光泵，使鈮酸鋰晶體產(chǎn)生泵浦光和拉曼光混頻發(fā)射THz，由所述一組聚光擴束鏡輸出；配置在所述發(fā)生器殼體內(nèi)電源和控制部件，所述電源和控制部件給所述半導(dǎo)體激光器供電并控制半導(dǎo)體激光器工作。在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，在所述發(fā)生器殼體內(nèi)配置有一第一聚準直鏡，所述第一聚準直鏡位于所述半導(dǎo)體激光器與所述Nd:YAG諧振元件之間的半導(dǎo)體激光器輸出光軸上，該第一聚準直鏡將所述半導(dǎo)體激光器射出的激光會聚成一束較細的強激光束射入所述的Nd YAG諧振元件中，在諧振腔光軸上加電光調(diào)諧器產(chǎn)生1064nm相干脈沖激光。在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，在所述發(fā)生器殼體內(nèi)配置有一第二聚準直鏡，所述第二聚準直鏡位于所述Nd:YAG諧振元件與所述鈮酸鋰晶體棒之間的光軸上，該第二聚準直鏡將所述Nd YAG諧振元件泵浦出的1064nm相干脈沖激光會聚成一束較細的強激光束對準所述鈮酸鋰晶體，使鈮酸鋰晶體產(chǎn)生1064nm泵浦光和拉曼散射的閑頻光在自身非線性混頻中差頻輻射輸出在THz波段射線，由所述一組聚光擴束鏡輸出。在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述鈮酸鋰晶體棒的形狀取截面為平弧門式結(jié)構(gòu)， 以增強對泵浦源的輻射波導(dǎo)作用。在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，在所述鈮酸鋰晶體平側(cè)面刻上THz波長光柵，使沿 THz波長光柵輸出的THz射線能量進一步提高，減少晶體吸收。在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，在THz波長光柵輸出方向的法線、鈮酸鋰晶體二端各設(shè)一反射鏡，以減少鈮酸鋰晶體端面損失，增加THz射線發(fā)射能量和效率。在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，在所述發(fā)生器殼體內(nèi)配置有一 1064nm反射鏡，所述 1064nm反射鏡位于所述鈮酸鋰晶體前的光軸上。 在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述Nd YAG諧振元件由Nd YAG晶體棒、電光調(diào)Q鎖模器以及前、后諧振凹鏡構(gòu)成，其中所述后諧振凹鏡位于所述Nd:YAG晶體棒輸入端的半導(dǎo)體激光器輸出光軸上，所述電光調(diào)Q鎖模器位于所述Nd:YAG晶體棒輸出端的半導(dǎo)體激光器輸出光軸上，所述前諧振凹鏡位于所述電光調(diào)Q鎖模器輸出端的半導(dǎo)體激光器輸出光軸上，其中Nd: YAG晶體棒在半導(dǎo)體激光器泵浦下產(chǎn)生1064nm相干脈沖激光，并被電光調(diào)Q鎖模器鎖相在非消隱期間。在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述前、后諧振凹鏡之間的光程為1/2加η個波長。在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述前諧振凹鏡為半透半反1064nm的諧振凹鏡，所述后諧振凹鏡為全透808nm全反1064nm的諧振凹鏡。在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述半導(dǎo)體激光器為808nm半導(dǎo)體激光器。本發(fā)明的行道安檢THz攝像儀采用斯特林機制冷熱電面陣THz攝像頭和半導(dǎo)體激光器光泵截面為平弧門式鈮酸鋰晶體棒的固體THz遠程輻射源構(gòu)成，具有充分挖掘提高 THz射線出射能量和THz成像的性能，能夠野外加電長時間工作，使用方便，壽命長。本發(fā)明的特點可參閱本案圖式及以下較好實施方式的詳細說明而獲得清楚地了解。


圖1為本發(fā)明實施例1的應(yīng)用布置示意圖。圖2為本發(fā)明實施例2的應(yīng)用布置示意圖。圖3為本發(fā)明的特林制冷熱電面陣THz攝像頭結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體的固體THz遠程輻射源結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本專利。實施例1如圖1所示，本發(fā)明的行道安檢THz攝像儀由斯特林制冷熱電面陣THz攝像頭100 和半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體的固體THz遠程輻射源200構(gòu)成，斯特林制冷熱電面陣THz 攝像頭100和半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體的固體THz遠程輻射源200分別通過角度可調(diào)支架400、500安裝一云臺600上，半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體的固體THz遠程輻射源200 的THz射線出射方向200a與斯特林制冷熱電面陣THz攝像頭100的攝像方向IOOa在行道安檢位置處交匯，對準行道被安檢的人、物300進行反射式THz助視攝像。通過角度可調(diào)支架400、500可分別調(diào)節(jié)斯特林制冷熱電面陣THz攝像頭100和半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體的固體THz遠程輻射源200的角度。實施例2參見圖2，本發(fā)明的行道安檢THz攝像儀由斯特林制冷熱電面陣THz攝像頭100和半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體的固體THz遠程輻射源200構(gòu)成，其中斯特林制冷熱電面陣 THz攝像頭100和半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體的固體THz遠程輻射源200分別通過固定支架710、720分別安裝在行道安檢位置的兩側(cè)半人高度的位置，斯特林制冷熱電面陣THz 攝像頭100和半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體的固體THz遠程輻射源200的光軸平行在半人高處。半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體的固體THz遠程輻射源200的THz射線出射方向 200a與斯特林制冷熱電面陣THz攝像頭100的攝像方向IOOa相向?qū)市械腊矙z位置上的人或物300形成對射進行THz攝像。參看圖3，上述實施例中的斯特林熱電面陣THz攝像頭100包括一攝像頭殼體 160，在攝像頭殼體160內(nèi)的中間位置配置有斯特林制冷機110，斯特林制冷機110配置有 100大氣壓的壓縮機。在斯特林制冷機的前端設(shè)有一冷倉112。冷倉112用鏡面拋光的聚乙烯薄平板122作窗口，冷倉抽真空隔熱。將厚度不到4微米的鉭酸鋰薄膜熱電面陣傳感器120置于冷倉112的冷壁，致冷至90K左右。鉭酸鋰薄膜熱電面陣傳感器120的信號控制引腳通過屏蔽的短引線引出冷倉112外與THz攝像頭的電掃描同步控制和信號放大處理電路板130各端點進行電連接，電掃描同步控制和信號放大處理電路板130和斯特林制冷機110由電源模塊140供電。
在鉭酸鋰薄膜熱電面陣傳感器120的光軸前根據(jù)物鏡后截距設(shè)置物鏡接口 124， 配上適合安檢距離視場角的合適焦距THz物鏡150。THz物鏡為反射式物鏡或用聚乙烯鏡片的折射式THz物鏡。斯特林熱電面陣THz攝像頭100通過電掃描和電信號放大處理輸出THz攝像電視信號并且電掃描幀同步相位由儀器鎖定進行THz攝像。參見圖4，上述實施例中的半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體的固體THz遠程輻射源 200包括一半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體固體THz發(fā)生器和配置在半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體固體THz發(fā)生器THz輸出方向上的一組聚光擴束鏡250。而半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體固體THz發(fā)生器包括一個發(fā)生器殼體270，在發(fā)生器殼體270內(nèi)的最后端設(shè)置有一 808nm半導(dǎo)體激光器210，在發(fā)生器殼體270內(nèi)，808nm半導(dǎo)體激光器210前端由后向前依次設(shè)置有聚準直鏡212、Nd: YAG諧振元件220、聚準直鏡232、截面形狀為平弧門式的鈮酸鋰晶體234、1064nm反射鏡236，808nm半導(dǎo)體激光器210和聚準直鏡212、Nd: YAG諧振元件220、 聚準直鏡232、截面形狀為平弧門式的鈮酸鋰晶體234、1064nm反射鏡236處于同一光軸上。NdiYAG諧振元件220包括由Nd:YAG晶體棒222、電光調(diào)Q鎖模器224以及前、后諧振凹鏡2沈、2觀構(gòu)成，其中后諧振凹鏡2 位于Nd: YAG晶體棒222輸入端的后側(cè)，電光調(diào)Q鎖模器2M位于Nd: YAG晶體棒222輸出端的前側(cè)，前諧振凹鏡2 位于電光調(diào)Q鎖模器2M輸出端的前側(cè)，Nd: YAG晶體棒222、電光調(diào)Q鎖模器224以及前、后諧振凹鏡2沈、2觀位于同一光軸上。前諧振凹鏡2 為半透半反1064nm的諧振凹鏡，后諧振凹鏡2 為全透 808nm全反106^m的諧振凹鏡，兩者之間的光程為1/2加η個波長。808nm半導(dǎo)體激光器210發(fā)出的激光束經(jīng)過聚準直鏡212會聚出較細的強激光束泵浦Nd:YAG晶體棒222，產(chǎn)生1064nm相干脈沖激光并被電光調(diào)Q鎖模器224鎖相在非消隱期間。1064nm相干脈沖激光的脈沖頻率設(shè)置在斯特林制冷熱電面陣THz攝像頭100的攝像幀頻的整數(shù)倍上。NdiYAG晶體棒222輸出1064nm脈沖激光細束對準鈮酸鋰晶體234進行光泵，使鈮酸鋰晶體234產(chǎn)生泵浦光與拉曼散射的光混頻發(fā)射THz射線輻射出去。選擇鈮酸鋰晶體 234尺寸形狀使輻射波導(dǎo)作用強，在鈮酸鋰晶體側(cè)面刻上THz波出射光柵238，以減少THz 波的吸收；并在THz輸出方向的法線方向、鈮酸鋰晶體234 二端設(shè)硅反射鏡240、240a，以增大耦合和輻射強度，使輸出THz波功率最大。在發(fā)生器殼體270的最前端配置有一組聚光擴束鏡250，該一組聚光擴束鏡250 位于THz輸出方向上，將鈮酸鋰晶體234輸出能量集中在與THz攝像頭物鏡視場角相近的立體角出射。當半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體的固體THz遠程輻射源200的照射位置調(diào)在斯特林制冷熱電面陣THz攝像頭100的拍攝視場中，通過THz波對行道安檢人、物的照射助視，行道安檢THz攝像儀輸出安檢人、物的THz波反射或穿透的強弱圖像的視頻信號。配置在發(fā)生器殼體270內(nèi)的電源和控制部件260給半導(dǎo)體激光器210供電并控制半導(dǎo)體激光器210工作。以上顯示與描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種行道安檢THz攝像儀，其特征在于，由斯特林機制冷熱電面陣THz攝像頭和半導(dǎo)體激光器光泵截面為平弧門式鈮酸鋰晶體棒的固體THz遠程輻射源構(gòu)成，其中斯特林機制冷熱電面陣THz攝像頭和半導(dǎo)體激光器光泵截面為平弧門式鈮酸鋰晶體棒的固體THz遠程輻射源對準行道進行反射式THz助視攝像或者對準行道相對對射進行THz攝像。
2.如權(quán)利要求1所述的行道安檢THz攝像儀，其特征在于，所述斯特林機制冷熱電面陣 THz攝像頭和半導(dǎo)體激光器光泵截面為平弧門式鈮酸鋰晶體棒的固體THz遠程輻射源分別通過第一角度可調(diào)支架和第二角度可調(diào)支架安裝一云臺上，對準所述行道安檢位置上的人或物進行反射式THz助視攝像。
3.如權(quán)利要求2所述的行道安檢THz攝像儀，其特征在于，所述半導(dǎo)體激光器光泵截面為平弧門式鈮酸鋰晶體棒的固體THz遠程輻射源的THz射線出射方向與所述斯特林機制冷熱電面陣THz攝像頭的攝像方向在所述行道安檢位置處交匯。
4.如權(quán)利要求2所述的行道安檢THz攝像儀，其特征在于，所述第一角度可調(diào)支架的調(diào)節(jié)角度為0 40度；所述第二角度可調(diào)支架的調(diào)節(jié)角度為0 40度。
5.如權(quán)利要求1所述的行道安檢THz攝像儀，其特征在于，所述斯特林制冷熱電面陣 THz攝像頭和半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體的固體THz遠程輻射源分別通過第一固定支架和第二固定支架分別相向光軸一致地安裝在所述行道安檢位置的兩側(cè)，相向光軸經(jīng)過所述行道安檢位置上的人或物半人高度處形成對射進行THz攝像。
6.如權(quán)利要求1所述的行道安檢THz攝像儀，其特征在于，所述斯特林制冷熱電面陣 THz攝像頭通過電掃描和電信號放大處理輸出視頻THz攝像電視信號并且電掃描幀同步相位由儀器鎖定。
7.如權(quán)利要求1至6任一項權(quán)利要求所述的行道安檢THz攝像儀，其特征在于，所述斯特林制冷熱電面陣THz攝像頭包括一攝像頭殼體；配置在所述攝像頭殼體內(nèi)中間位置的斯特林制冷機；配置在所述攝像頭殼體內(nèi)且位于所述斯特林制冷機的前端的冷倉，所述冷倉內(nèi)抽真空隔熱；配置在所述攝像頭殼體內(nèi)且位于冷倉的冷壁上的鉭酸鋰薄膜熱電面陣傳感器，其中所述鉭酸鋰薄膜熱電面陣傳感器熱電感應(yīng)達到對THz波段敏感；配置在所述攝像頭殼體內(nèi)且位于鉭酸鋰薄膜熱電面陣傳感器光軸前的物鏡接口；配置在物鏡接口上的THz物鏡；配置在所述攝像頭殼體內(nèi)的THz攝像頭的電掃描同步控制與信號放大處理電路板，所述鉭酸鋰薄膜熱電面陣傳感器的信號控制引腳通過屏蔽的短引線引出冷倉外與所述THz 攝像頭的電掃描同步控制與信號放大處理電路板各端點進行電連接；配置在所述攝像頭殼體內(nèi)的電源模塊，所述電源模塊給所述THz攝像頭的電掃描同步控制與信號放大處理電路板、鉭酸鋰薄膜熱電面陣傳感器和斯特林制冷機供電。
8.如權(quán)利要求7所述的行道安檢THz攝像儀，其特征在于，所述THz物鏡為金面反射式物鏡或用聚乙烯鏡片的折射式THz物鏡。
9.如權(quán)利要求7所述的行道安檢THz攝像儀，其特征在于，所述斯特林制冷機配置有 100大氣壓的壓縮機。
10.如權(quán)利要求1至6任一項權(quán)利要求所述的行道安檢THz攝像儀，其特征在于，所述半導(dǎo)體激光器光泵截面為平弧門式鈮酸鋰晶體棒的固體THz遠程輻射源包括一半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體固體THz發(fā)生器和配置在所述半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體固體THz 發(fā)生器THz輸出方向上的一組聚光擴束鏡，所述一組聚光擴束鏡將半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體固體THz發(fā)生器輸出的能量集中在與所述斯特林制冷熱電面陣THz攝像頭視場角相近的立體角出射。
11.如權(quán)利要求10所述的行道安檢THz攝像儀，其特征在于，所述半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體固體THz發(fā)生器由半導(dǎo)體激光器作泵浦源經(jīng)泵浦Nd: YAG諧振元件及電光調(diào)諧而產(chǎn)生1064nm相干脈沖激光。
12.如權(quán)利要求11所述的行道安檢THz攝像儀，其特征在于，所述1064nm相干短脈沖激光的頻率是所述斯特林制冷熱電面陣THz攝像頭的攝像幀頻的整數(shù)倍且鎖相在非消隱期間。
13.如權(quán)利要求11所述的行道安檢THz攝像儀，其特征在于，所述半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體固體THz發(fā)生器，包括一發(fā)生器殼體；所述一組聚光擴束鏡配置在所述發(fā)生器殼體的最前端；配置在所述發(fā)生器殼體內(nèi)最后端的半導(dǎo)體激光器；配置在所述發(fā)生器殼體內(nèi)且位于半導(dǎo)體激光器前端的半導(dǎo)體激光器輸出光軸上的 Nd: YAG諧振元件；配置在所述發(fā)生器殼體內(nèi)且位于半導(dǎo)體激光器輸出光軸上的鈮酸鋰晶體，所述Nd:YAG 諧振元件產(chǎn)生的1064nm相干脈沖激光對所述鈮酸鋰晶體進行光泵，使鈮酸鋰晶體產(chǎn)生泵浦光和拉曼光混頻發(fā)射THz，由所述一組聚光擴束鏡輸出；配置在所述發(fā)生器殼體內(nèi)電源和控制部件，所述電源和控制部件給所述半導(dǎo)體激光器供電并控制半導(dǎo)體激光器工作。
14.如權(quán)利要求11所述的行道安檢THz攝像儀，其特征在于，在所述發(fā)生器殼體內(nèi)配置有一第一聚準直鏡，所述第一聚準直鏡位于所述半導(dǎo)體激光器與所述Nd: YAG諧振元件之間的半導(dǎo)體激光器輸出光軸上，該第一聚準直鏡將所述半導(dǎo)體激光器射出的激光會聚成一束較細的強激光束射入所述的Nd: YAG諧振元件中，經(jīng)Nd: YAG諧振元件泵浦而產(chǎn)生1064nm 相干脈沖激光。
15.如權(quán)利要求11所述的行道安檢THz攝像儀，其特征在于，在所述發(fā)生器殼體內(nèi)配置有一第二聚準直鏡，所述第二聚準直鏡位于所述Nd: YAG諧振元件與所述鈮酸鋰晶體之間的半導(dǎo)體激光器輸出光軸上，該第二聚準直鏡將所述Nd: YAG諧振元件泵浦出的1064nm 相干脈沖激光會聚成一束較細的強激光束對準所述鈮酸鋰晶體，使鈮酸鋰晶體產(chǎn)生1064nm 泵浦光和拉曼散射的閑頻光在自身非線性混頻中差頻輻射輸出在THz波段射線，由所述一組聚光擴束鏡輸出。
16.如權(quán)利要求11所述的行道安檢THz攝像儀，其特征在于，所述鈮酸鋰晶體的形狀取截面為平弧門式結(jié)構(gòu)。
17.如權(quán)利要求16所述的行道安檢THz攝像儀，其特征在于，在所述鈮酸鋰晶體平側(cè)面刻上THz波長光柵。
18.如權(quán)利要求11所述的行道安檢THz攝像儀，其特征在于，在THz波長光柵輸出方向的法線、鈮酸鋰晶體棒二端各設(shè)一反射鏡。
19.如權(quán)利要求13所述的行道安檢THz攝像儀，其特征在于，所述Nd:YAG諧振元件由 Nd: YAG晶體棒、電光調(diào)Q鎖模器以及前、后諧振凹鏡構(gòu)成，其中所述后諧振凹鏡位于所述 Nd:YAG晶體棒輸入端的半導(dǎo)體激光器輸出光軸上，所述電光調(diào)Q鎖模器位于所述Nd:YAG晶體棒輸出端的半導(dǎo)體激光器輸出光軸上，所述前諧振凹鏡位于所述電光調(diào)Q鎖模器輸出端的半導(dǎo)體激光器輸出光軸上，其中Nd: YAG晶體棒在半導(dǎo)體激光器泵浦下產(chǎn)生1064nm相干脈沖激光，并被電光調(diào)Q鎖模器鎖相在非消隱期間。
20.如權(quán)利要求19所述的行道安檢THz攝像儀，其特征在于，所述前、后諧振凹鏡之間的光程為1/2加η個波長。
21.如權(quán)利要求13所述的行道安檢THz攝像儀，其特征在于，所述前諧振凹鏡為半透半反1064nm的諧振凹鏡，所述后諧振凹鏡為全透808nm全反1064nm的諧振凹鏡。
22.如權(quán)利要求11所述的行道安檢THz攝像儀，其特征在于，所述半導(dǎo)體激光器為 808nm半導(dǎo)體激光器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種行道安檢THz攝像儀，其由斯特林制冷熱電面陣THz攝像頭和半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體的固體THz遠程輻射源構(gòu)成，其中斯特林制冷熱電面陣THz攝像頭和半導(dǎo)體激光器光泵鈮酸鋰晶體的固體THz遠程輻射源對準行道進行反射式THz助視攝像或者對準行道相對對射進行THz攝像。本發(fā)明具有充分挖掘提高THz射線出射能量和THz成像的性能，針對行道安檢的具體應(yīng)用和THz透視攝像特性實現(xiàn)實時的行道安檢THz攝像儀，能夠野外加電長時間工作，使用方便，壽命長，實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
文檔編號G01V8/10GK102353998SQ20111013035
公開日2012年2月15日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者吳晶, 朱弘, 邵杰 申請人:公安部第三研究所