太赫兹成像的应用

　　国际安全局势的日益严峻使得公共安全成为人们共同关注的问题，其中武器、爆炸物、毒品等违禁品的检测是安全检查领域面临的主要任务，世界各国都在广泛探索和积极研究相关的检测技术和设备。目前已发展出 X 射线技术、中子分析、核磁共振探测、毫米波成像和离子迁移谱技术等多种检查手段，这些技术尤其是 X 射线成像已成功用于安全检查工作中，但是面对复杂的安检环境和对象，它们并不是通用、万能的，均存在着一定的局限性。

　　太赫兹(THz)成像是利用 THz 辐射(通常指频率在0.1～10THz 之间的电磁辐射，位于远红外波段) 作为信号源进行成像的一种新技术。实验和理论分析表明，很多有机物质的 THz 光谱具有“指纹”特性，因而利用脉冲式THz 源进行成像可实现物质成分的鉴别。另外，THz 辐射对于普通的包装材料有很强的穿透力，能够探测隐藏的违禁品，并且它没有X 射线的致电离性，不会对材料和人体造成伤害。这些独特的性质使得 THz成像在安全检查领域具有良好的应用前景[3]，有望作为上述常规方法的互补技术用于违禁品检测当中。

　　近年来，国内外的研究人员在爆炸物、毒品的THz 光谱特性以及隐藏违禁品的 THz 成像方面开展了很多研究工作，本文将对这方面的最新进展进行总结。

　　THz成像检测违禁品的研究进展

　　安全检查领域的违禁品主要包括武器(如枪支、刀具)、易燃易爆的危险品(如炸药)和各种法律禁止的麻醉药剂(毒品)等。其中，武器类违禁品一般具有特定的形状，可以根据形状信加以识别，而对于爆炸物、毒品等没有固定形状的违禁品，需要鉴别出物质的成分或种类。已有研究表明，THz 成像对上述两方面需求均能实现，下面分别介绍。

　　基于形状的识别

　　THz 辐射容易穿透普通的行李、包裹和衣物等，因而THz成像能够像传统的X射线透射成像那样反映出隐藏武器的形状信息。如2005年N.Karpowicz等利用0.2THz耿氏(Gunn)振荡器作为连续波THz源、肖特基(Schottky) 二极管作为探测器构建了 THz 透射和反射成像系统，并实现了公文包内隐藏刀具的透射成像，该系统具有结构紧凑、成本低廉、快速测量等优点。在2006 年的激光与电光学会议(CLEO2006)上，美国 Pi-com

etrix 公司报道了一种脉冲式 THz 成像仪 QA- 1000。与Karpowicz 的系统不同的是，QA- 1000 采用脉冲源，THz 辐射与物体相互作用的时域和频域(光谱)信息能同时得到，因而还具有鉴别物质的能力，当然系统的光学复杂度较大，扫描速度也有待提高。如果只考虑形状识别，连续式成像系统(即只采集透射或反射波的强度图像)就足够了。