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LAM | 热红外与太赫兹波段全息技术
来源: | 作者:4SHQ | 发布时间: 743天前 | 1969 次浏览 | 分享到:



鉴于此,来自比利时列日大学的研究团队 Marc Georges 等人总结了热红外波段、太赫兹波段的数字全息技术研究的应用与挑战,以“Holography in the invisible. From the thermal infrared to the terahertz waves: outstanding applications and fundamental limits”为题在 Light: Advanced Manufacturing 发表综述文章。


该综述文章主要探讨了肉眼不可见的长波红外光(如 7 μm 到 15 μm范围)和太赫兹波段(如 300 μm 到 3 mm范围,即 1 到 0.1 THz)的数字全息技术,并给出了其相比于可见光全息技术的特点与现有的挑战。


1.波长对干涉图样记录相机的参数影响。由于更大波长形成的干涉图样的散斑或条纹间距较大,所用的 CCD 或记录相机的像元间距较大(如 17 μm,而可见光用的相机的像元间距为 4 μm),因此对于较大尺寸的物体(如 2 m x 2m),长波全息技术具有更大的离轴角度(off-axis angle)。然而,受限于衍射极限,其复现图像时的横向分辨率也会降低 1 到 2 个数量级,为了更清晰的复现原物体,需要将物体与相机的间距拉近。对于 THz 波段,甚至缩小到 5 cm(挑战)


2.相位测量与分辨率。无论是可见光全息技术还是长波长全息技术,所记录的干涉图样变化可用于计算传输波的相位变化。由于相位差与光程差有关,因此常利用相位差大小检测两次测量中物体发生的形变大小(会产生光程差)。通俗地讲,采用不同波长相当于采用不同精度的尺子。可见光“尺子”的精度高,但量程小,对于产生较大形变(如 50 μm)的物体,可见光产生的干涉图样过度密集,无法较好地呈现出形变的信息。利用长波长“尺子”,虽然测量精度降低,但量程大,能够满足较大形变的测量,通过数字全息技术,可用于如大面积轮胎形变、太空用机身形变等应变的实时监测。


3.反射类型。当物体表面的粗糙度远小于工作波长时,光波入射到物体表面会形成镜面反射,当物体粗糙度远大于工作波长时,则形成散射,记录的干涉图样也为散斑(这是全息技术计算中所需要的)。然而,某物体的粗糙度对于可见光而言可形成散射,对于长波长,特别是 THz 波段时,却容易变成镜面反射,加大了如抛物面等物体的物体波收集的难度(挑战)