连续波THz-CT 的折射问题研究

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连续波THz-CT 的折射问题研究

郭风雷, 张明月, 肖征, 李向军, 刘建军

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郭风雷, 张明月, 肖征, 李向军, 刘建军. 连续波THz-CT 的折射问题研究[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(3): 969-973.

引用本文:

郭风雷, 张明月, 肖征, 李向军, 刘建军. 连续波THz-CT 的折射问题研究[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(3): 969-973.

Guo Fenglei, Zhang Mingyue, Xiao Zheng, Li Xiangjun, Liu Jianjun. Refraction problems in continuous wave THz-CT[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(3): 969-973.

Citation:

Guo Fenglei, Zhang Mingyue, Xiao Zheng, Li Xiangjun, Liu Jianjun. Refraction problems in continuous wave THz-CT[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(3): 969-973.

连续波THz-CT 的折射问题研究

1.
中国计量学院信息工程学院太赫兹技术与应用研究所,浙江杭州310018;
2.
南京军区杭州疗养院海勤疗养区,浙江杭州310002

基金项目:

南京军区医药卫生科研项目(12MA115);国家质检总局科技计划(2013QK030);浙江省公益技术应用研究(2013C31088)

作者简介:
郭风雷(1973-),男,讲师,硕士,主要从事太赫兹光谱及成像方面的研究.Email:tidegfl@cjlu.edu.cn

通讯作者: 肖征(1978-),女,工程师,硕士,主要从事计算机应用方面的研究.Email:candy_xz@126.com

中图分类号: R312

Refraction problems in continuous wave THz-CT

1.
College of Information Engineering,Center for THz Research,China Jiliang University,Hangzhou 310018,China;
2.
Naval Convalescent District,Hangzhou Sanatorium of Nanjing Military Command,Hangzhou 310002,China

摘要: 设计了基于返波振荡器的连续波太赫兹CT 成像实验装置,实现了用连续太赫兹波对三维物体的CT 断层成像.虽然可以得到较好的重建图像,但由于折射率大于1.5 的材料对太赫兹射线折射较强而影响成像质量.首先通过对聚四氟乙烯模型进行扫描获得投影数据,并利用滤波反投影算法对投影数据进行重建得到断层图像,然后分析了高折射对投影探测及图像重建的影响.最后对人体牙齿样本进行投影扫描和断层重建,获得的断面图像可以反映牙齿内部结构,但由于牙齿高折射率的影响,成像精度和分辨率有待进一步提高.而且牙釉质的厚度会严重影响太赫兹波在牙齿中的透射深度.研究结果可以为提高连续波太赫兹CT 成像质量提供参考,促进其在医学成像特别是牙齿等骨骼成像中的应用.
- 计算机断层成像 /
- 太赫兹 /
- 连续波 /
- 高折射率
Abstract: Terahertz CT setup was designed and constructed by backward wave Oscillator which has been used to perform computed tomography of 3D objects. However, the imaging quality is affected by strong refraction from materials with the refractive index greater than 1.5 in objects. At first, the cross section image of a teflon modal was reconstructed from the projection dataset by the filtered backprojection algorithm , then high refraction effects were analyzed. Finally, a human tooth sample was scanned and the cross section images were reconstructed to reveal its internal structures. However, the accuracy and resolution of the images were still limited owing to the high refraction effects. And the terahertz transmission depth in teeth was seriously affected by the thickness of enamel. The results in paper are helpful to improve the imaging quality of THz-CT and promote its applications especially in biomedical imaging of human bones like human tooth.
- computer tomography /
- terahertz /
- continuous wave /
- high vefraction

[1]
[2]	Kawase K, Ogawa Y, Watanabe Y, et al. No-destructive terahertz imaging of illicit drugs using spectral fingerprints[J]. Opt Express, 2003, 11(20): 2549-2554.
[3]	Hu B B, Nuss M C. Imaging with terahertz waves[J]. Optics Letters, 1995, 20(16): 1716-1718.
[4]
[5]	Takayanagi J, Jinno H, Ichino S, et al. High resolution tim- o-flight terahertz tomography using a femtosecond fiber laser[J]. Optics Express, 2009, 17(9): 7533-7539.
[6]
[7]	Ferguson B, Wang S, Gray D, et al. T-ray computed tomography[J]. Optics Letters, 2002, 27(15): 1312-1314.
[8]
[9]
[10]	Kindt J T, Schmuttenmaer C A. Fa-Infrared dielectric properties of polar l iquids probed by femtosecond terahertz pulse spectroscopy[J]. Phys Chem, 1996, 100(24): 10373-10379.
[11]
[12]	Karpowicz N, Zhong H, Xu J, et al. Comparison between pulsed terahertz tim-domain imaging and continuous wave terahertz imaging [J]. Semicond Sci Technol, 2005, 20 (7): S293-299.
[13]
[14]	Sunaguchi N, Sasaki Y, Maikusa N, et al. Dept-resolving THz imaging with tomosynthesis [J]. Optics Express, 2009, 17(12): 9558-9570.
[15]	Pearce J, Mittleman D M. Using terahertz pulses to study light scattering [J]. Physica B: Condensed Matter, 2003, 38 (1): 92-96.
[16]
[17]	Meng Zhuo, Yao Hui, Liang Yan, et al. Measurement of the refractive index of human teeth by optical coherence tomography [J]. Journal of Biomedical Optics, 2009, 14(3): 034010.

[1]	周子涵, 王志敏, 薄勇, 张丰丰, 赵文成, 付莉, 何汉星, 崔大复, 彭钦军. 基于注入锁定技术的单频连续高功率 1 342 nm Nd:YVO₄ 激光器 . 红外与激光工程, 2024, 53(1): 20230366-1-20230366-7. doi: 10.3788/IRLA20230366
[2]	苏英蔚, 田震. 基于相位梯度光栅介电超表面的高效太赫兹波异常反射器 . 红外与激光工程, 2023, 52(2): 20220304-1-20220304-7. doi: 10.3788/IRLA20220304
[3]	陈津津, 周港杰, 谭燕, 戴世勋, 林常规. 基于新型硫系玻璃的红外成像光学系统（特邀） . 红外与激光工程, 2023, 52(5): 20230102-1-20230102-9. doi: 10.3788/IRLA20230102
[4]	姚文明, 邓力华, 田玉冰, 常奥磊, 王鹏, 陈建生, 檀慧明, 高静. 高转换效率单谐振连续波近红外光学参量振荡器 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20210654-1-20210654-7. doi: 10.3788/IRLA20210654
[5]	李雅尚, 赵国忠, 韦青云, 刘宇洋, 阚晨, 李帅. 太赫兹被动成像系统性能研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(4): 0404005- 0404005-10. doi: 10.3788/IRLA202049.0404005
[6]	杨涛, 葛嘉程, 周源, 黄维. 基于半导体等离子体频率光学调控的太赫兹波调制系统 . 红外与激光工程, 2019, 48(2): 203005-0203005(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0203005
[7]	吴俊政, 倪维平, 严卫东, 张晗. 圆周阵列太赫兹干涉成像中目标场景仿真 . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 125004-0125004(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0125004
[8]	葛栋森, 许全, 魏明贵, 张学迁, 韩家广. 基于曲折线型介质超材料的宽带太赫兹四分之一波片 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 921002-0921002(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0921002
[9]	郑伟, 范飞, 陈猛, 白晋军, 常胜江. 基于太赫兹超材料的微流体折射率传感器 . 红外与激光工程, 2017, 46(4): 420003-0420003(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0420003
[10]	吴俊政, 严卫东, 倪维平, 张晗. 圆周阵列太赫兹干涉成像仿真 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 825002-0825002(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0825002
[11]	李宇昕, 李世凤, 居盼盼, 赵刚, 吕新杰, 秦亦强. 高稳定紧凑型内腔连续光参量振荡器 . 红外与激光工程, 2017, 46(4): 406004-0406004(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0406004
[12]	张学迁, 张慧芳, 田震, 谷建强, 欧阳春梅, 路鑫超, 韩家广, 张伟力. 利用介质超材料控制太赫兹波的振幅和相位 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 425004-0425004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0425004
[13]	王启超, 汪家春, 赵大鹏, 林志丹, 苗雷. 太赫兹波对烟幕的透射能力研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3696-3700.
[14]	许文忠, 钟凯, 梅嘉林, 徐德刚, 王与烨, 姚建铨. 太赫兹波在沙尘中衰减特性 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 523-527.
[15]	童劲超, 黄敬国, 黄志明. 基于铟镓砷材料的新型太赫兹/亚毫米波探测器研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3347-3351.
[16]	罗俊, 公金辉, 张新宇, 季安, 谢长生, 张天序. 基于超材料的连续太赫兹波透射特性研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1743-1747.
[17]	郭澜涛, 牧凯军, 邓朝, 张振伟, 张存林. 太赫兹波谱与成像技术 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 51-56.
[18]	李运达, 李琦, 刘正君, 王骐. 太赫兹计算机辅助层析图像重构算法仿真研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1228-1235.
[19]	姜可, 谢冀江, 张来明, 骆聪. CO₂激光差频GaSe晶体产生太赫兹波的数值计算 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1223-1227.
[20]	林栩凌, 周峰, 张建兵, 戴志敏. 采用飞秒装置的高功率宽带太赫兹源 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 116-118.

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连续波THz-CT 的折射问题研究

1. 中国计量学院信息工程学院太赫兹技术与应用研究所,浙江杭州310018;

2. 南京军区杭州疗养院海勤疗养区,浙江杭州310002

作者简介:
郭风雷(1973-),男,讲师,硕士,主要从事太赫兹光谱及成像方面的研究.Email:tidegfl@cjlu.edu.cn

通讯作者: 肖征(1978-),女,工程师,硕士,主要从事计算机应用方面的研究.Email:candy_xz@126.com

收稿日期: 2014-07-05
修回日期: 2014-08-15

基金项目:

南京军区医药卫生科研项目(12MA115);国家质检总局科技计划(2013QK030);浙江省公益技术应用研究(2013C31088)

中图分类号: R312

关键词:

摘要: 设计了基于返波振荡器的连续波太赫兹CT 成像实验装置,实现了用连续太赫兹波对三维物体的CT 断层成像.虽然可以得到较好的重建图像,但由于折射率大于1.5 的材料对太赫兹射线折射较强而影响成像质量.首先通过对聚四氟乙烯模型进行扫描获得投影数据,并利用滤波反投影算法对投影数据进行重建得到断层图像,然后分析了高折射对投影探测及图像重建的影响.最后对人体牙齿样本进行投影扫描和断层重建,获得的断面图像可以反映牙齿内部结构,但由于牙齿高折射率的影响,成像精度和分辨率有待进一步提高.而且牙釉质的厚度会严重影响太赫兹波在牙齿中的透射深度.研究结果可以为提高连续波太赫兹CT 成像质量提供参考,促进其在医学成像特别是牙齿等骨骼成像中的应用.

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