太赫兹时域光谱反射式层析成像技术

任姣姣; 李丽娟; 张丹丹; 乔晓利

doi:10.3788/IRLA201847.0225002

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太赫兹时域光谱反射式层析成像技术

任姣姣, 李丽娟, 张丹丹, 乔晓利

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任姣姣, 李丽娟, 张丹丹, 乔晓利. 太赫兹时域光谱反射式层析成像技术[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(2): 225002-0225002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0225002

引用本文:

任姣姣, 李丽娟, 张丹丹, 乔晓利. 太赫兹时域光谱反射式层析成像技术[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(2): 225002-0225002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0225002

Ren Jiaojiao, Li Lijuan, Zhang Dandan, Qiao Xiaoli. Terahertz time domain spectral reflective tomography technology[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(2): 225002-0225002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0225002

Citation:

Ren Jiaojiao, Li Lijuan, Zhang Dandan, Qiao Xiaoli. Terahertz time domain spectral reflective tomography technology[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(2): 225002-0225002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0225002

太赫兹时域光谱反射式层析成像技术

doi: 10.3788/IRLA201847.0225002

1.
长春理工大学光电工程学院光电测控技术研究所,吉林长春 130022;
2.
长春理工大学机电工程学院,吉林长春 130022

基金项目:

国家高技术研究发展计划（2015AA6036A）;国防技术基础科研（JSZL2015411C002）

详细信息

作者简介:
任姣姣(1988-),女,讲师,博士,主要从事太赫兹无损检测及应用方面的研究。Email:zimengrenjiao@163.com

通讯作者: 李丽娟(1972-),女,教授,博士生导师,博士,主要从事数字化光电精密测量与装配、太赫兹无损检测及应用方面的研究。Email:custjuan@126.com

中图分类号: O433.4

Terahertz time domain spectral reflective tomography technology

1.
Institute of Optoelectronics Measurement & Control Technology,College of Opto-electronic Engineering,Changchun University of Science and Technology,Changchun 130022,China;
2.
College of Mechanical and Electric Engineering,Changchun University of Science and Technology,Changchun 130022,China

摘要: 改性聚丙烯（PP）材料由于其阻燃、高抗冲性能等特点被广泛应用在汽车仪表板、保险杠等汽车配件中，采用无损探伤技术对改性PP材料进行检测是汽车配件质量保证的必要手段。搭建了透射式太赫兹时域光谱系统及反射式太赫兹时域光谱成像系统，采用透射式THz-TDS系统对改性PP材料的光学参数进行了检测，测定了该材料在太赫兹波段的折射率，其数值为1.53。设计了一种改性PP材料平底洞样品，采用反射式THz-TDS成像系统对其进行成像，采用了反卷积滤波技术对THz信号进行处理，提高了信号的信噪比，提出了一种基于飞行时间的太赫兹时域光谱层析成像技术，采用已测定的改性PP材料的折射率，通过飞行时间层析成像技术对该样品的太赫兹检测结果进行了三维重构，厚度测量精度为0.01mm。
- 太赫兹时域光谱 /
- 层析成像 /
- 改性聚丙烯
Abstract: The modified polypropylene(PP) material has been widely used in dashboard, bumper and other auto parts because of its characteristics of flame retardant, high impact resistance, etc. It is a necessary means to improve the quality of auto parts by using the nondestructive testing technology to detect the modified PP material. A transmission terahertz time-domain spectroscopy(THz-TDS) imaging system and a reflective THz-TDS imaging system were built. The optical parameters of modified PP materials were extracted by adopting the transmission THz-TDS system. The refractive index, one of the optical parameters in terahertz band can be solved through the mathematics model, its value was 1.53. A kind of modified PP material sample with flat bottom holes was designed. The reflective THz-TDS imaging system was adopted for measuring the sample, the deconvolution method was used to filter the time domain THz signal, which largely improved the signal-to-noise ratio. What's more, THz-TDS tomography imaging technology was proposed based on the time of flight. Combined with the measured refractive index, the 3D structure of the modified PP material was reconstructed with the time of flight tomography imaging technique, the thickness accuracy is 0.01 mm.
- THz-TDS /
- tomography /
- modified polypropylene

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太赫兹时域光谱反射式层析成像技术

doi: 10.3788/IRLA201847.0225002

1. 长春理工大学光电工程学院光电测控技术研究所,吉林长春 130022;

2. 长春理工大学机电工程学院,吉林长春 130022

作者简介:
任姣姣(1988-),女,讲师,博士,主要从事太赫兹无损检测及应用方面的研究。Email:zimengrenjiao@163.com

通讯作者: 李丽娟(1972-),女,教授,博士生导师,博士,主要从事数字化光电精密测量与装配、太赫兹无损检测及应用方面的研究。Email:custjuan@126.com

收稿日期: 2017-08-10
修回日期: 2017-10-28
刊出日期: 2018-02-25

基金项目:

国家高技术研究发展计划（2015AA6036A）;国防技术基础科研（JSZL2015411C002）

中图分类号: O433.4

关键词:

摘要: 改性聚丙烯（PP）材料由于其阻燃、高抗冲性能等特点被广泛应用在汽车仪表板、保险杠等汽车配件中，采用无损探伤技术对改性PP材料进行检测是汽车配件质量保证的必要手段。搭建了透射式太赫兹时域光谱系统及反射式太赫兹时域光谱成像系统，采用透射式THz-TDS系统对改性PP材料的光学参数进行了检测，测定了该材料在太赫兹波段的折射率，其数值为1.53。设计了一种改性PP材料平底洞样品，采用反射式THz-TDS成像系统对其进行成像，采用了反卷积滤波技术对THz信号进行处理，提高了信号的信噪比，提出了一种基于飞行时间的太赫兹时域光谱层析成像技术，采用已测定的改性PP材料的折射率，通过飞行时间层析成像技术对该样品的太赫兹检测结果进行了三维重构，厚度测量精度为0.01mm。

English Abstract

Terahertz time domain spectral reflective tomography technology

1. Institute of Optoelectronics Measurement & Control Technology,College of Opto-electronic Engineering,Changchun University of Science and Technology,Changchun 130022,China;

2. College of Mechanical and Electric Engineering,Changchun University of Science and Technology,Changchun 130022,China

Received Date: 2017-08-10
Rev Recd Date: 2017-10-28
Publish Date: 2018-02-25

Keywords:

Abstract: The modified polypropylene(PP) material has been widely used in dashboard, bumper and other auto parts because of its characteristics of flame retardant, high impact resistance, etc. It is a necessary means to improve the quality of auto parts by using the nondestructive testing technology to detect the modified PP material. A transmission terahertz time-domain spectroscopy(THz-TDS) imaging system and a reflective THz-TDS imaging system were built. The optical parameters of modified PP materials were extracted by adopting the transmission THz-TDS system. The refractive index, one of the optical parameters in terahertz band can be solved through the mathematics model, its value was 1.53. A kind of modified PP material sample with flat bottom holes was designed. The reflective THz-TDS imaging system was adopted for measuring the sample, the deconvolution method was used to filter the time domain THz signal, which largely improved the signal-to-noise ratio. What's more, THz-TDS tomography imaging technology was proposed based on the time of flight. Combined with the measured refractive index, the 3D structure of the modified PP material was reconstructed with the time of flight tomography imaging technique, the thickness accuracy is 0.01 mm.