基于壓縮感知的太赫茲成像技術研究.pdf

1、基于壓縮感知的太赫茲成像技術研究基于壓縮感知的太赫茲成像技術研究TheresearchofTerahertzimagingtechnologybasedoncompressiveSensing學科專業(yè)：光電子與光子學技術研究生：段攀指導教師：王與燁副教授天津大學精密儀器與光電子工程學院二零一六年十月I中文摘要中文摘要太赫茲波是對頻率在0.110THz范圍內的電磁波的總稱。它兼具了微波與紅外波的某些特性，具有光子能量低、選擇穿透性、指紋特

2、性、水敏感性等特點，這使得太赫茲波的成像在生物醫(yī)學、安檢、工業(yè)探傷等領域具有廣闊應用前景。而太赫茲波段的探測手段較為匱乏，無法實現實時的成像，這極大的制約了太赫茲波成像技術的發(fā)展。壓縮感知技術是一種新型的信號采樣理論，能夠在遠低于奈奎斯特采樣率下實現信號的采樣的復原，大幅度減小數據采樣時間。將壓縮感知技術應用到太赫茲波成像則能夠縮短采樣時間，大幅度減少成像時間。且以單個的探測器就能快速的實現二維的成像，使得該方法具有成像速度快、成本低、

3、結構簡單等優(yōu)點。本文主要介紹了一種基于壓縮感知技術的太赫茲波成像系統(tǒng)。從理論和實驗上分析并驗證了其實用性，分析影響成像質量的因素，并設計了提高壓縮感知成像質量的方案。論文的主要創(chuàng)新點包括：1.設計了相鄰掩模矩陣共用的金屬鏤空結構的掩模板，使得調制深度達到了100%，同時極大的簡化了掩模板需要大量制作的繁瑣過程，提高了掩模矩陣的切換速度，消除了切換過程中帶來的光路準直問題。2.將小型化可調諧的太赫茲參量振蕩輻射源與壓縮感知成像結合，實現了

4、對1.02.2THz范圍的太赫茲波成像，為小型化太赫茲波成像系統(tǒng)的發(fā)展提供了參考。3.針對太赫茲輻射穩(wěn)定性較差的問題，設計了透反射相結合的成像方案。雙路探測器測得的輻射總和為輻射源到掩模板的輻射總量，將其歸一下即可消除輻射穩(wěn)定性差對成像結果的影響。同時雙路數據作減，則起到提高調制深度的作用，進一步提高成像信噪比。4.對生物組織樣本進行了太赫茲波壓縮感知成像的研究。太赫茲波在生物醫(yī)學成像上具有極為廣闊的應用前景，壓縮感知技術的應用大幅度減