薛占强,尚丽平,2,邓 琥,2,张前成,刘泉澄

(1.西南科技大学信息工程学院,四川 绵阳 621010；2.西南科技大学 特殊环境机器人技术四川省重点实验室,四川 绵阳 621010)

1 引 言

太赫兹波一般是指波长在30 μm～3 mm的电磁波。由于具有的独特性能,太赫兹波在成像技术方面有着广阔的应用[1]。一般的太赫兹时域光谱成像系统是基于透镜组的远场探测,成像分辨率受到太赫兹衍射光斑的限制,因此传统的太赫兹成像分辨率约为数百微米。

近些年,国内外的研究机构通过近场探测[2]、孔径局域[3]等方法,进一步提高了太赫兹成像分辨,较为典型的有波导法[4],散射体[5],探针[6]等。波导法降低了太赫兹传输损耗,避免了近场探测中的群色散,可实现λ/15成像分辨率,但是系统设计相对复杂；亚波长针尖探测带有近场信息的散射信号,分辨率小于10 nm,但是分辨率受限于金属针尖的尺寸,且散射的微信号难以提取；光导探针利用光导天线原理测量近场信息,成像分辨率约为λ/600,系统易于调整和操作,但是探针脆弱易损坏[7]。

利用飞秒激光成丝进行THz成像[8],系统设计简单,太赫兹信号可以通过光电晶体直接探测,又能实现亚波长分辨率成像[9]。国内外其他一些研究机构针对飞秒激光成丝产生太赫兹波过程中的等离子体传输波导[10],等离子体长度[11]、光谱和时间特性[12],太赫兹波的发散角[13]、光束直径[14]等进行了广泛研究。但目前尚缺乏截断等离子体不同位置对产生太赫兹影响的相关探索。因为在利用激光成丝产生的太赫兹波成像时,激光经透镜聚焦形成的等离子体丝,其光场强度约为1014～1016W/cm2,需在样品前端放置不易被等离子体丝击穿的衰减片(如氧化铝陶瓷),保护待测样品。……