СИСТЕМА НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ОБЪЕКТОВ В ТГц ДИАПАЗОНЕ СПЕКТРА

Полезная модель относится к средствам контроля качества неметаллических изделий, прозрачных для ТГц излучения, таких как керамика, диэлектрики, полупроводники.
Наиболее близким к предлагаемому и выбранном в качестве прототипа является система неразрушающего контроля объектов, содержащая широкополосный источник ТГц излучения, матричный приемник излучения и систему обработки информации [1].
Для накачки источника ТГц излучения (кристалл In As) используется фемтосекундный лазер с длиной волны 800 нм. Изучаемый образец располагается между источником ТГц излучения и приемником. Приемник представляет собой ПЗС-матрицу с расположенным перед ней кристаллом Zn Те.
Часть излучения фемтосекундного лазера коллинеарно с ТГц излучением проходит через кристалл Zn Те, после чего измеряется изменение состояния поляризации прошедшего излучения фемтосекундного лазера в каждой точке с помощью ПЗС-матрицы.
По этим измерениям в системе обработки информации восстанавливается картина исходного объекта и спектр пропускания ТГц излучения в конкретных точках объекта.
Основными недостатками данного устройства являются, сложная функциональная схема фемтосекундного лазера и большие габариты установки с его использованием, затрудняющие практическое использование.
Целью создания настоящей полезной модели является упрощение конструкции и повышение надежности в эксплуатации.
Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве на выходе источника ТГц излучения установлены сменные узкополосные фильтры по крайней мере на три различающиеся длины волн в ТГц диапазоне, а в качестве приемника излучения выбран матричный приемник непосредственно ТГц излучения.
На чертеже (фиг.1.) изображена схема предлагаемого устройства, включения
1 - источник ТГц излучения;
2 - сменные фильтры в ТГц области спектра;
3 - приемник ТГц излучения;
4 - система обработки информации;
5 - изучаемый объект.
Устройство работает следующим образом:
Излучение от источника 1 пропускают поочередно через узкополосные сменные фильтры 2 и через изучаемый объект 5.
Приемник 3 регистрирует спекл-картины объекта на разных длинах волн.
В системе обработки информации осуществляется восстановление волнового фронта ТГц излучения прошедшего через объект 5, основанное на использовании набора спекл-картин сформированных различными длинами волн, и итерационном алгоритме решения уравнения распространения волн в различных плоскостях объема спекл-поля.
Пример реализации и использования.
Источником широкополосного ТГц излучения служит установка фирмы Terascan излучающая в диапазоне 0,1-2 ТГц. Узкополосные фильтры в ТГц области спектра были выбраны фирмы Tydex THz Band Pass Filters URL на длины волн 100, 300 и 500 мкм. Матричный приемник ТГц излучения был выбран фирмы Ophir pyrocam 124×124 пикселя. 1 пиксель=100 мкм.
Размер объекта без фазовых неоднородностей (надпись «ТГц») был равен размеру матричного приемника, т.е. 12,4 мм.
На фиг.2 приведены исходный транспарант (слева) и восстановленное итерационной процедурой с дифракционной картины изображение (справа). Видно, что качество восстановления хорошее.
Представленные чертежи и описание позволяют, используя существующие материалы и технологии, изготовить предлагаемое устройство промышленным способом и использовать его для неразрушающего контроля качества неметаллических изделий, прозрачных для ТГц излучения, что характеризует полезную модель как промышленно применимую.
[1] Беспалов В.Г., Городецкий А.А. Моделирование безопорной голографической записи и восстановления изображений с помощью импульсного терагерцового излучения - Оптический журнал, т.74, №11, с.30-35, 2007.