太赫兹波快速旋转扫描成像系统及方法

1.一种太赫兹波快速旋转扫描成像系统，其特征在于，所述太赫兹波快速旋转扫描成像系统包括：太赫兹量子级联激光器、载物台、传输汇聚光路系统、太赫兹量子阱探测器、信号采集处理模块、同步控制模块及图像显示模块；
所述载物台的表面适于放置待测样品；
所述太赫兹量子级联激光器适于发射太赫兹波；
所述传输汇聚光路系统适于将所述太赫兹量子级联激光器发射的太赫兹波汇聚、传输至所述载物台的表面，并将所述待测样品反射的太赫兹波汇聚、传输至所述太赫兹量子阱探测器：
所述太赫兹量子阱探测器与所述信号采集处理模块电连接，适于将所述待测样品反射的太赫兹波转换为电信号并发送至所述信号采集处理模块；
所述信号采集处理模块与所述太赫兹量子阱探测器、所述载物台及所述同步控制模块电连接，适于将所述太赫兹量子阱探测器发送的所述电信号采集处理后发送至所述同步控制模块，且控制所述载物台的运动，采集所述待测样品的二维位置信息，并将所述待测样品的二维位置信息发送至所述同步控制模块；
所述同步控制模块与所述信号采集处理模块及所述图像显示模块电连接，适于保证信号的同步控制和采集，并将所述信号采集处理模块采集的信息处理后发送至所述图像显示模块；
所述图像显示模块适于将所述信号采集处理模块采集的信息以图像形式显示。
2.根据权利要求1所述的太赫兹波快速旋转扫描成像系统，其特征在于：所述载物台包括旋转台及平移台，所述旋转台位于所述平移台的上表面，所述待测样品位于所述旋转台的上表面。
3.根据权利要求1所述的太赫兹波快速旋转扫描成像系统，其特征在于：所述传输汇聚光路系统包括：分束镜、第一离轴抛物镜及第二离轴抛物镜；
所述第一离轴抛物镜与所述第二离轴抛物镜配合使用，适于将所述太赫兹量子级联激光器辐射的太赫兹波汇聚至所述载物台；并将所述待测样品反射的太赫兹波反射并汇聚至所述分束镜；所述分束镜适于将经所述第一离轴抛物镜及所述第二离轴抛物镜反射过来的所述待测样品反射的太赫兹波发送至所述太赫兹量子阱探测器。
4.根据权利要求3所述的太赫兹波快速旋转扫描成像系统，其特征在于：所述分束镜位于所述太赫兹量子级联激光器上方，与水平方向呈45度角，所述太赫兹量子级联激光器位于所述第一离轴抛物镜的焦点处，所述旋转台的中心位于所述第二离轴抛物镜的焦点处。
5.根据权利要求3所述的太赫兹波快速旋转扫描成像系统，其特征在于：所述传输汇聚光路系统还包括平面镜，所述平面镜位于所述载物台的上表面，适于反射汇聚至所述载物台表面的所述太赫兹量子级联激光器辐射的太赫兹波。
6.根据权利要求1所述的太赫兹波快速旋转扫描成像系统，其特征在于：所述信号采集处理模块包括数据采集卡及伺服驱动器；
所述数据采集卡与所述太赫兹量子阱探测器及所述同步控制模块电连接，适于将所述太赫兹量子阱探测器发送的所述电信号采集处理后发送至所述同步控制模块；
所述伺服驱动器与所述载物台及所述同步控制模块电连接，适于控制所述载物台的运动，采集所述待测样品的二维位置信息，并将所述待测样品的二维位置信息发送至所述同步控制模块。
7.根据权利要求1所述的太赫兹波快速旋转扫描成像系统，其特征在于：所述太赫兹量子阱探测器为光电导型太赫兹量子阱探测器。
8.根据权利要求1或7所述的太赫兹波快速旋转扫描成像系统，其特征在于：所述太赫兹量子阱探测器的工作温度为5K；所述太赫兹量子阱探测器在3.2THz处的峰值响应率为
0.5A/W。
9.一种太赫兹波快速旋转扫描成像系统的扫描成像方法，其特征在于：包括步骤：
1)太赫兹量子级联激光器向外发射太赫兹波，所述太赫兹波经由传输汇聚光路系统汇聚并传输后汇聚至载物台，所述载物台表面放置有待测样品；
2)信号采集处理模块控制所述载物台旋转平移运动，以使得汇聚至所述载物台的太赫兹波扫描到所述待测样品的全部位置信息；所述信号采集处理模块控制所述载物台旋转平移运动的同时采集所述载物台的旋转平移二维信息，并将采集到的所述载物台的旋转平移二维信息发送至同步控制模块；
3)汇聚至所述载物台的太赫兹波扫描到所述待测样品的全部位置信息之后，经由所述传输汇聚光路系统反射、汇聚、传输并汇聚后传输至太赫兹量子阱探测器；
4)所述太赫兹量子阱探测器将接收到的所述太赫兹波转换为电信号并发送至所述信号采集处理模块；
5)所述信号采集处理模块将接收到的所述电信号处理得到探测强度信息，并将所述探测强度信息发送至所述同步控制模块；
6)所述同步控制模块将所述载物台的旋转平移二维信息及所述探测强度信息记录并处理后发送至图像显示模块予以显示。
10.根据权利要求9所述的太赫兹波快速旋转扫描成像系统的扫描成像方法，其特征在于：所述载物台包括旋转台及平移台，所述旋转台位于所述平移台的上表面，所述待测样品位于所述旋转台的上表面。
11.根据权利要求9所述的太赫兹波快速旋转扫描成像系统的扫描成像方法，其特征在于：所述传输汇聚光路系统包括：分束镜、第一离轴抛物镜、第二离轴抛物镜及平面镜；所述太赫兹波经由传输汇聚光路系统汇聚并传输后汇聚至载物台的具体方法为：
所述太赫兹波透过所述分束镜后由所述第一离轴抛物镜汇聚，以将发散的太赫兹波改变为平行的太赫兹波传输至所述第二离轴抛物镜；所述第二离轴抛物镜将平行的太赫兹波汇聚至所述载物台。
12.根据权利要求11所述的太赫兹波快速旋转扫描成像系统的扫描成像方法，其特征在于：汇聚至所述载物台的太赫兹波扫描到所述待测样品的全部位置信息之后，经由所述传输汇聚光路系统反射、汇聚并传输后汇聚至太赫兹量子阱探测器的具体方法为：
汇聚至所述载物台的太赫兹波扫描到所述待测样品的全部位置信息之后经由所述平面镜反射至所述第二离轴抛物镜汇聚，所述第二离轴抛物镜将反射的发散太赫兹波改变为平行的太赫兹波传输至所述第一离轴抛物镜；所述第一离轴抛物镜将平行的太赫兹波汇聚至所述分束镜；所述分束镜将汇聚的太赫兹波发送至所述太赫兹量子阱探测器。
13.根据权利要求9所述的太赫兹波快速旋转扫描成像系统的扫描成像方法，其特征在于：所述信号采集处理模块包括数据采集卡及伺服驱动器；所述伺服驱动器控制所述载物台旋转平移运动，并采集所述载物台的旋转平移二维信息，将采集到的所述载物台的旋转平移二维信息发送至所述同步控制模块。
14.根据权利要求13所述的太赫兹波快速旋转扫描成像系统的扫描成像方法，其特征在于：所述太赫兹量子阱探测器将接收到的所述太赫兹波转换为电信号之后发送至所述数据采集卡，所述数据采集卡将接收到的所述电信号处理得到探测强度信息，并将所述探测强度信息发送至所述同步控制模块。

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