陈儒,杨义勤,秦凡凯,孟昭晖,苗昕扬,赵昆,詹洪磊

(中国石油大学(北京)新能源与材料学院, 北京 102249)

0 引言

太赫兹波因其能量低、穿透性强、不易受电磁干扰等特点在航天航空、反恐安检、无损检测、材料科学、石油勘探等领域展现了广泛的应用前景[1−7]。作为太赫兹光谱应用的重要方面,太赫兹成像技术受到广泛关注,成为光学成像方法领域的新兴技术。

太赫兹成像技术为无损检测领域提供了一种清晰的成像检测方法[8]。在太赫兹光谱检测过程中,太赫兹光谱携带丰富的样本信息,许多有机长链大分子的振动、转动均位于太赫兹频段内[9,10],因此在对一些有机高分子成像的过程中,可得到物质的吸收光谱,经过处理可分析吸收峰的指示特性等信息[11]。对于内部缺陷的太赫兹光谱成像,需要考虑太赫兹波穿透性等问题。由于有机高分子等材质的振动导致其可以吸收太赫兹波,因此对缺陷深度较小的高吸收性的材质进行检测时可以选用反射式太赫兹光谱成像技术。

本文使用反射式太赫兹时域光谱成像技术对有机高分子表面缺陷和内部缺陷进行表征。基于光谱成像结果,利用算法对内部缺陷的成像效果进行优化,解决了反射式太赫兹光谱技术针对内部缺陷检测所存在的问题。

1 实验仪器

实验选用反射式太赫兹时域光谱系统,如图1所示,太赫兹波发射器辐射太赫兹波,经过抛物面镜和全反镜射入样本表面,样本表面反射的太赫兹波经过全反镜和抛物面镜进入太赫兹波探测系统,利用光电探测器将光信号转化为电信号,在样本表面逐点测试即可获得不同位置的太赫兹反射信号[12−14],经过数字信号处理分析后输出相应的成像谱。……