激光与光电子学进展, 2018, 55 (6): 061101, 网络出版: 2018-09-11
陶瓷基复合材料的太赫兹无损检测方法 
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Terahertz Nondestructive Detection Method of Ceramic Matrix Composites
图 & 表
图 1. API T-Ray 5000太赫兹透射时域光谱探测系统。(a)原理图;(b)实物图
Fig. 1. API T-Ray 5000 THz transmission time domain spectral detection system. (a) Schematic; (b) physical map
图 2. 基于多模式成像与SIFT特征聚类的太赫兹无损检测方法流程示意图
Fig. 2. Flow chart of THz nondestructive detection method based on multi-modes imaging and SIFT feature clustering
图 3. 样本的透射谱。(a)时域谱;(b)频域谱
Fig. 3. Transmission spectra of samples. (a) Time domain; (b) frequency domain
图 4. 氧化铝样本在多种成像模式下成像结果对比。(a)光学图像;(b) API系统成像;(c)峰峰值成像;(d)均值成像;(e) 0.20 THz成像;(f) 0.34 THz成像;(g) 0.76 THz成像;(h) 1.30 THz成像
Fig. 4. Comparison among THz imaging results of Al2O3 sample under various imaging modes. (a) Optical images; (b) imaging from API system; (c) peak-peak value imaging; (d) average value imaging; (e) 0.20 THz imaging; (f) 0.34 THz imaging; (g) 0.76 THz imaging; (h) 1.30 THz imaging
图 5. 氮化铝样本在多种成像模式下的成像结果对比。(a)光学图像;(b) API系统成像; (c)峰峰值成像;(d)均值成像;(e) 0.36 THz成像;(f) 0.83 THz成像;(g) 1.48 THz成像;(h) 1.80 THz成像
Fig. 5. Comparison among THz imaging results of AlN sample under various imaging modes. (a) Optical images; (b) imaging from API system; (c) peak-peak value imaging; (d) average value imaging; (e) 0.36 THz imaging; (f) 0.83 THz imaging; (g) 1.48 THz imaging; (h) 1.80 THz imaging
图 6. 氧化铍样本在多种成像模式下的成像结果对比。(a)光学图像;(b) API系统成像;(c)峰峰值成像;(d)均值成像;(e) 0.36 THz成像;(f) 0.67 THz成像;(g) 1.48 THz成像;(h) 1.82 THz成像
Fig. 6. Comparison among THz imaging results of BeO sample under various imaging modes. (a) Optical images; (b) imaging from API system; (c) peak-peak value imaging; (d) average value imaging; (e) 0.36 THz imaging; (f) 0.67 THz imaging; (g) 1.48 THz imaging; (h) 1.82 THz imaging
图 7. 氧化锆样本在多种成像模式下的成像结果对比。(a)光学图像;(b) API系统成像;(c)峰峰值成像;(d)均值成像;(e) 0.24 THz成像;(f) 0.29 THz成像;(g) 0.37 THz成像;(h) 0.46 THz成像
Fig. 7. Comparison among THz imaging results of ZrO2 sample under various imaging modes. (a)Optical images; (b) imaging from API system; (c) peak-peak value imaging; (d) average value imaging; (e) 0.24 THz imaging; (f) 0.29 THz imaging; (g) 0.37 THz imaging; (h) 0.46 THz imaging
图 8. 不同频率下氧化铝样本的代表性图像。(a) 0.86562 THz;(b) 0.88125 THz;(c) 0.91562 THz;(d) 0.85 THz;(e) 0.85312 THz;(f) 0.91875 THz;(g) 0.88437 THz;(h) 0.96875 THz
Fig. 8. Representative THz images of Al3O2 sample at different frequencies. (a) 0.86562 THz; (b) 0.88125 THz; (c) 0.91562 THz; (d) 0.85 THz; (e) 0.85312 THz; (f) 0.91875 THz; (g) 0.88437 THz; (h) 0.96875 THz
图 9. 不同频率下氮化铝样本代表性图像。(a) 1.4844 THz;(b) 1.4969 THz; (c) 1.5 THz;(d) 1.5937 THz;(e) 1.4781 THz;(f) 1.5906 THz;(g) 1.3375 THz;(h) 1.1687 THz
Fig. 9. Representative THz images of AlN sample at different frequencies. (a) 1.4844 THz; (b) 1.4969 THz; (c) 1.5 THz; (d) 1.5937 THz; (e) 1.4781 THz; (f) 1.5906 THz; (g) 1.3375 THz; (h) 1.1687 THz
图 10. 不同频率下氧化铍样本代表性图像。(a) 1.4781 THz;(b) 1.4719 THz; (c) 1.1969 THz;(d) 1.1937 THz;(e) 1.475 THz;(f) 1.1875 THz;(g) 1.4656 THz;(h) 1.4687 THz
Fig. 10. Representative THz images of BeO sample at different frequencies. (a) 1.4781 THz; (b) 1.4719 THz; (c) 1.1969 THz; (d) 1.1937 THz; (e) 1.475 THz; (f) 1.1875 THz; (g) 1.4656 THz; (h) 1.4687 THz
图 11. 不同频率下氧化锆样本代表性图像。(a) 0.31562 THz;(b) 0.38437 THz; (c) 0.2625 THz;(d) 0.32187 THz;(e) 0.35625 THz;(f) 0.3875 THz;(g) 0.39062 THz;(h) 0.325 THz
Fig. 11. Representative THz images of ZrO2 sample at different frequencies. (a) 0.31562 THz; (b) 0.38437 THz; (c) 0.2625 THz; (d) 0.32187 THz; (e) 0.35625 THz; (f) 0.3875 THz; (g) 0.39062 THz; (h) 0.325 THz
表 1图像质量的客观评价指标对比
Table1. Comparison among objective evaluation indexes for image quality
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李铁军, 孙跃, 邵桂芳, 石为人, 刘建军, 颜识涵. 陶瓷基复合材料的太赫兹无损检测方法[J]. 激光与光电子学进展, 2018, 55(6): 061101. Tiejun Li, Yue Sun, Guifang Shao, Weiren Shi, Jianjun Liu, Shihan Yan. Terahertz Nondestructive Detection Method of Ceramic Matrix Composites[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2018, 55(6): 061101.
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