【摘 要】
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太赫兹辐射呈现出的高穿透性和安全性等独特性质使得其广泛应用于成像方面。叠层成像技术是一种新的计算全息技术,其可行性已经在X射线波段、可见光波段和太赫兹波段得到了实验验证。为增加叠层成像的成像距离,提高探针波束利用率,本文将无衍射波束引入叠层成像系统中,证明了无衍射波束可以极大的提高叠层成像的成像距离。本文具体的研究内容如下:（1）简述了不同原理的太赫兹成像技术和用于成像方面的太赫兹无衍射波束。从光
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太赫兹辐射呈现出的高穿透性和安全性等独特性质使得其广泛应用于成像方面。叠层成像技术是一种新的计算全息技术,其可行性已经在X射线波段、可见光波段和太赫兹波段得到了实验验证。为增加叠层成像的成像距离,提高探针波束利用率,本文将无衍射波束引入叠层成像系统中,证明了无衍射波束可以极大的提高叠层成像的成像距离。本文具体的研究内容如下:（1）简述了不同原理的太赫兹成像技术和用于成像方面的太赫兹无衍射波束。从光波段和太赫兹波段分别介绍了叠层成像的研究进展,说明了太赫兹波段的叠层成像技术有着成像距离难以确定和对太赫兹发射源利用率较低的局限性。（2）完成了结合平面波角谱理论的叠层成像算法编程。为提高叠层成像技术对太赫兹波束的利用率,使用高斯波束替换传统衍射波束,展开以高斯波束为探针的叠层成像仿真实验。仿真实验成功的还原出相位型样品,深度分辨率达到了λ/4。使用3D打印技术制造相位型样品与成像透镜,在0.1 THz的频率下展开了以高斯波束为探针的太赫兹叠层成像实验,实验在62 mm的成像距离和50 mm的探测距离下取得了λ/2的深度分辨率,分析讨论了此结果与仿真实验有所差异的原因。（3）为提升叠层成像的成像距离,展开以贝塞尔波束为探针的叠层成像仿真实验并取得了λ/4的深度分辨率,证明了将贝塞尔波束作为叠层成像探针的可行性。使用3D打印的轴棱锥透镜生成单级贝塞尔波束,在0.1 THz频率下展开了以单级贝塞尔波束为探针的叠层成像实验,实验在75 mm的成像距离和50 mm的探测距离下取得了λ/2的深度分辨率,分析讨论了此结果与仿真实验有所差异的原因。（4）为进一步提升叠层成像的成像距离,对双轴棱锥系统产生的两级贝塞尔波束进行了研究。将两级贝塞尔波束和实验室现有三轴棱锥系统产生的三级贝塞尔波束作为探针波束,在0.1 THz的频率下,进行了175 mm成像距离、50 mm探测距离和500 mm成像距离、50 mm探测距离的叠层成像实验,均取得了λ/4的深度分辨率。
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