摘要
太赫兹波(Terahertz，THz)的频率从0.1-10THz，对应的波长为30μm-3mm，位于微波与红外之间，具有穿透性、惧水性、无损性和非电离等独一无二的传播和成像特性，太赫兹成像在生物医学成像、安检反恐、化学品分析、食品质量控制、无损探伤等相关领域扮演了越来越重要的角色。连续太赫兹波数字全息成像技术作为数字全息成像技术与太赫兹成像技术的结合，记录物光波与参考光干涉形成的全息图，通过数值再现得到物光波的复振幅信息，具有无损、定量获取被测样品的幅值和相位信息的优势，是太赫兹成像重要的发展方向。本论文基于连续太赫兹波反射式离轴数字全息成像方法，主要工作如下: 开展了连续太赫兹波数字全息散斑噪声抑制研究。首先介绍了太赫兹散斑噪声的形成原因及在太赫兹波段的特性，分析了基于多偏振态和物体微位移多样性记录全息图抑制散斑噪声的原理。搭建了基于不同偏振方向线偏振太赫兹波照明抑制连续太赫兹波数字全息散斑噪声的实验系统，研究了气体泵浦连续太赫兹源及太赫兹元器件的偏振特性，实验验证了所提方法的有效性。最后研究了一种基于物体微位移抑制太赫兹数字全息散斑噪声的方法，搭建了相应的成像系统，通过移动物体获得多幅散斑图样不同的全息图，再现像平均叠加抑制了散斑噪声。 开展了基于连续太赫兹波离轴数字全息的大视场隐藏物体成像研究。太赫兹波能够穿透非极陛、非金属材料实现隐藏物体成像，分析了基于亚像素图像配准算法拼接融合来扩大成像视场的基本原理。搭建了基于反射式连续太赫兹波离轴数字全息的成像系统，样品隐藏在聚四氟乙烯材料后，通过实验证明了太赫兹波数字全息具有获取隐藏在可见光波段不透明材料背后的样品的振幅、相位及形貌信息的能力，并比较了与可见光波段三维表面结构测量仪的测量误差，同时比较了遮挡板厚度及材料对成像质量的影响。其次实现了基于太赫兹波数字全息的隐藏物体双层成像，同时获得了底层被测物体信的息和表层遮挡物的信息。最后，通过移动物体记录多幅全息图7分别再现后通过亚像素图像融合算法将多幅再现像拼接融合实现了成像视场扩大。
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