基于太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)对聚乙烯管道接头的老化及常见缺陷进行检测,获得不同老化程度的聚乙烯样品的折射率与吸收系数,并对管道接头的典型缺陷进行成像检测。实验结果表明:随着老化时间延长,聚乙烯样品在0.2~2.0 THz频段内的折射率未发生明显变化,该频段内材料的吸收系数随着老化时间的延长而明显下降。太赫兹图像中缺陷区域与无缺陷区域的像素点存在明显区别,从图像中可以分辨出缺陷的位置及大致轮廓。

以太赫兹(THz)量子级联激光器为光源、低温热辐射计为信号接收端, 采用可旋转和平移的二维扫描平台搭建反射式快速扫描成像系统。通过计算机控制扫描平台进行连续的旋转与平移运动, 实时获取探测信号强度和样品位置信息, 成功实现对直径为80 mm圆形区域的快速扫描成像, 扫描时间为5 s, 图像的平均空间分辨率约为1 mm, 系统成像时间大幅缩短。此外, 成像装置中基于THz分束片的共光路设计, 可有效减少系统光路元件, 进一步缩小成像系统的体积。

为实现远距情况下的实际应用, 对赝热源鬼成像进行了从透射到反射的实验研究.首先利用CCD的两个独立区域分别探测参考光和信号光, 得到双缝的透射型鬼成像, 继而利用一个CCD和一个独立的桶探测器分别探测参考臂和物臂的光强信息, 通过对没有空间分布的物臂光强和没有经过物体而有空间分布的参考臂光强信号进行关联计算实现透射和反射鬼成像.为设计和研制能进行现场应用的样机系统, 以透射结构为例, 对成像结果与系统各参数之间的关系进行了详细的对比实验研究, 结果表明通过增加采样率、增大光强、适当调节快门时间和光阑大小可以提高成像的分辨率和可见度.

近20年来, 由于X射线光刻技术、空间技术以及激光引爆的惯性约束聚变(ICF)的过程诊断等的需求, X射线成像技术获得迅速发展。但是, 由于常规的成像方法难以适应X射线波段, 目前大多采用掠入射反射成像和编码孔径成像方法。KBA显微镜为掠入射非共轴X射线反射成像系统, 而且四块反射镜是空间分布的, 前两块反射镜和后两块反射镜之间并不是严格互相垂直的, 这给像质分析带来相当大的困难。通常的光学CAD软件难于适应这种光学系统。因此设计了掠入射非共轴反射成像的KBA显微镜成像系统程序,并用该程序分析了该系统的综合误差。 物距公差为-0.4～+1 mm, 掠入射角公差在-8″～0, 双反射镜公差在-20″～0, 弥散斑的变化在允许的范围内。

KBA(改进的KB)型X射线显微镜为掠入射非共轴反射成像系统。前一组反射镜和后一组反射镜之间并不是严格垂直的, 给像质分析带来相当大的困难。通常的光学CAD软件难于适应这种光学系统。把共轴球面折射系统的向量公式调整后设计了掠入射非共轴KBA显微镜成像系统程序, 并用该程序分析了KBA系统的像差及综合误差。分析结果表明, KBA显微镜系统是大像差系统, 当物距公差为-0.4～+1 mm, 掠入射公差在-8″～0, 双反射镜夹角公差在-20″～0, 弥散斑的变化在允许的范围内。该程序对于分析和研制KBA显微镜系统具有重要意义。