太赫兹液芯光纤、水下原位太赫兹光声检测系统及方法

技术领域

本申请涉及太赫兹技术领域，特别涉及一种太赫兹液芯光纤、水下原位太赫兹光声检测系统及方法。

背景技术

太赫兹波是指频率在0.1THz～10THz远红外波段的相干电磁辐射。太赫兹技术可用于分析水和生物分子的结构动力学，便于分析水的结构及其与生物溶质的相互作用，进而可实现对水下环境的原位检测，但该技术应用于水下环境的原位检测时极具挑战性：太赫兹波被水强烈吸收(太赫兹波在水中的穿透深度约几百微米)。由于太赫兹辐射在水下传输衰减程度巨大，难以实现太赫兹波在水下环境的高效率传输，而不易直接利用太赫兹波进行水下检测。因而，太赫兹技术要走向水下环境原位检测的应用则亟需突破这一技术困境。

当光照射到某一物体上时，物体吸收光能转化为热能，发生体积的膨胀；当采用脉冲光源或调制光源时，物体温度的升降会引起体积涨缩，从而可以向外辐射声波。这一现象被称为光声效应，而相关光声成像已经在可见光和红外波段广泛应用。在太赫兹波段，目前已有实验证明，太赫兹系统(太赫兹时域光谱系统、固态太赫兹发射器、太赫兹自由电子激光器)均可通过水及水溶液的太赫兹波强烈吸收而发生光声效应，进而产生超声波。该超声波可以在水中传播，且其变化能够反映太赫兹信号的变化，利用这一特性可以一定程度上解决水对太赫兹的强烈吸收问题。尽管如此，目前仍尚无可靠有效的水下太赫兹波传输手段，以实现太赫兹波在水下产生太赫兹光声信号，进而实现水下原位太赫兹检测。

相关技术中，液芯光纤由于其纤芯材料的可选择性较强(通过选择不同的液体可使液芯光纤拥有特定的所需功能)，且液芯光纤的弯折性能强，因而从理论上分析，有望通过选取合适的液芯材料而便于实现太赫兹波的传输，即可基于液芯光纤设计合适的传输结构将太赫兹波传递至水下，进而利用液芯光纤输出的太赫兹波基于光声效应在其作用的水域中产生超声波，从而结合其他超声设备即可测得并成像，实现水下原位太赫兹检测。

但是，目前液芯光纤常用于光波段信号的传递，大多应用于紫外光固化、紫外光降解、紫外光刻、刑侦取证、荧光检测、紫外医疗等领域。而普通的商品化液芯光纤又难以耦合和高效传输太赫兹波，进而难以直接应用至太赫兹领域，因此目前现有技术中仍无可靠有效的用于水下传输的太赫兹液芯光纤。

发明内容

本申请实施例提供一种太赫兹液芯光纤、水下原位太赫兹光声检测系统及方法，以解决相关技术中液芯光纤难以耦合太赫兹波，也难以水下传输太赫兹波的技术问题。

第一方面，提供了一种太赫兹液芯光纤，其包括：

光疏包层，所述光疏包层呈管状，所述光疏包层内部设有液芯腔，所述光疏包层的一端呈凸出的弧形面设置，所述光疏包层的另一端呈锥体状设置；

光密液态芯层，所述光密液态芯层填充于所述液芯腔。

一些实施例中，所述光疏包层包括主体部和连接于所述主体部两端的输入部和输出部；

所述输入部一端开口与所述主体部连通，所述输入部另一端面呈弧形面设置；

所述输出部一端开口与所述主体部连通，所述输出部呈锥体状设置。

一些实施例中，所述主体部的两端面均固定有主体翻边，所述输入部的开口一端的端面固定有输入翻边，所述输出部的开口一端的端面固定有输出翻边；

所述主体部两端的主体翻边分别与所述输入翻边和所述输出翻边抵紧并连接。

一些实施例中，该太赫兹液芯光纤还包括保护层，所述保护层包括：

主体护套，所述主体护套套设于所述主体部，且所述主体护套的两端均固定有密封环；

输入端套，所述输入端套套设于所述输入部，所述输入端套的一端面开设有输入密封环槽，所述输入翻边和一主体翻边置于所述输入密封环槽内，所述输入端套开设有所述输入密封环槽的端面与所述密封环抵紧连接；

输出端套，所述输出端套套设于所述输出部，所述输出端套的一端面开设有输出密封环槽，所述输出翻边和一主体翻边置于所述输出密封环槽内，所述输出端套开设有所述输出密封环槽的端面与所述密封环抵紧连接。

一些实施例中，所述主体部、所述输入部和所述输出部中的至少一个开设有注液螺孔，所述液芯光纤还包括至少一个密封螺钉，所述密封螺钉与所述注液螺孔螺纹配合。

一些实施例中，所述光密液态芯层的材质包括变压器绝缘油，所述光疏包层的材质包括聚四氟乙烯。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种太赫兹液芯光纤，由于光疏包层的一端面呈弧形面设置，光疏包层的另一端呈锥体状设置，在光密液态芯层填充至液芯腔后，处于液芯腔两端的光密液态芯层分别形成弧形透镜和锥形透镜，太赫兹光束在弧形透镜的作用下聚焦，从而实现高效率的耦合输入，该弧形透镜具有耦合效率高，结构紧凑稳定性好，易于集成封装的优点，便于将太赫兹光束输入液芯光纤。锥形透镜方便太赫兹光束输出，且提高了太赫兹光束的输出效率，锥形透镜将太赫兹光束进行聚焦，提高了太赫兹激励源的能量密度，进而增大其相应的太赫兹光声信号。因此该太赫兹液芯光纤方便了太赫兹光束的输入和输出，且由于光疏包层内部填充的为光密液态芯层，因此该太赫兹液芯光纤弯曲性能好，适应于水下环境。

第二方面，提供了一种水下原位太赫兹光声检测系统，包括如上所述的太赫兹液芯光纤，还包括：

太赫兹激励源单元，所述太赫兹激励源单元包括太赫兹源和太赫兹波束调理器，所述太赫兹源发出太赫兹波经所述太赫兹波束调理器后由所述液芯光纤传递；

太赫兹光声探测单元，所述太赫兹光声探测单元包括光纤超声水听器、激光器、光纤环形器和光电探测器，所述光纤超声水听器通过所述光纤环形器分别与所述激光器和所述光电探测器连接。

一些实施例中，该水下原位太赫兹光声检测系统还包括水下执行机构，所述水下执行机构包括旋转机构，所述旋转机构包括：

固定座；

旋转架，所述旋转架转动连接于所述固定座，所述液芯光纤的输出端和所述光纤超声水听器间隔连接于所述旋转架；

旋转驱动件，所述旋转驱动件与所述旋转架驱动连接。

一些实施例中，所述水下执行机构还包括多轴机械臂，所述多轴机械臂的末端与所述旋转机构连接。

第三方面，提供了一种水下原位太赫兹光声检测方法，其采用如前所述的水下原位太赫兹光声检测系统，所述方法包括：

连续采集多轴机械臂末端的路点信息；根据所述多轴机械臂末端的路点信息得到太赫兹光声探测单元的三维空间坐标信息；根据所述坐标信息，对每一个坐标所对应返回的太赫兹光声信号分析，得到相关的成像参数；根据所述成像参数重构水下被测样品的太赫兹光声图像，并获得样品的太赫兹光声检测结果。

本申请另一实施例提供了一种水下原位太赫兹光声检测系统及检测方法，由于其包括上述太赫兹液芯光纤，因此该水下原位太赫兹光声检测系统的有益效果与上述太赫兹液芯光纤的有益效果一致，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的太赫兹液芯光纤的纵剖图；

图2为本申请实施例提供的水下原位太赫兹光声检测系统的示意图。

图中：1、光疏包层；11、主体部；111、主体翻边；12、输入部；121、输入翻边；121a、注液螺孔；13、输出部；131、输出翻边；1a、液芯腔；2、光密液态芯层；3、保护层；31、主体护套；311、密封环；32、输入端套；32a、输入密封环槽；33、输出端套；33a、输出密封环槽；4、太赫兹激励源单元；41、太赫兹源；42、太赫兹波束调理器；5、太赫兹光声探测单元；51、光纤超声水听器；52、激光器；53、光纤环形器；54、光电探测器；6、水下执行机构；61、旋转机构；62、多轴机械臂；63、控制箱；7、上位机；a、液芯光纤。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种太赫兹液芯光纤及水下原位太赫兹光声检测系统，该太赫兹液芯光纤的光密液态芯层在液芯腔两端分别形成弧形透镜和锥形透镜，太赫兹光束在弧形透镜的作用下聚焦，从而实现高效率的耦合输入，锥形透镜方便太赫兹光束输出，且提高了太赫兹光束的输出能量密度。本申请解决相关技术中液芯光纤难以耦合太赫兹波，也难以水下传输太赫兹波的技术问题。

参照图1，一种太赫兹液芯光纤，其包括光疏包层1和光密液态芯层2。

参照图1，其中，光疏包层1呈管状设置，光疏包层1的内部设有液芯腔1a，光密液态芯层2填充在液芯腔1a内。光疏包层1的一端为输入端，光疏包层1的另一端为输出端，太赫兹光束从输入端耦合输入至光疏包层1内，且从输出端输出太赫兹光声信号。

这样设置，由于液芯腔1a内填充的为液态材料，因此液芯光纤a的弯曲性能好，适用于多种环境，可适用于水下环境。

其中，光密液态芯层2为光密介质，光疏包层1为光疏介质，本实施例中，光密液态芯层2的材质包括变压器绝缘油，光疏包层1为软管且其材质包括聚四氟乙烯。其中，变压器绝缘油包括矿物绝缘油、FR3植物绝缘油或两者的组合。

这样设置，矿物绝缘油和FR3植物绝缘油在太赫兹波段的折射率变化小。矿物绝缘油和FR3植物绝缘油的平均折射率分别为1.459和1.533，损耗低，太赫兹透光性能优异，适于作为液芯光纤a的光密液态芯层2的材料。聚四氟乙烯PTFE在相同太赫兹波段的折射率同样变化小且数值略小，约为1.43，可与光密液态芯层2形成相对光疏关系。而且，PTFE具有优良的耐腐蚀性，良好的自润滑性和不粘连性，且具有耐磨、耐压、摩擦系数低等力学特性，是非常理想的太赫兹液芯光纤a包层材料。因此该液芯光纤a具有高强度、高抗磨损性、高弯曲度、耐高低温等特点，非常适于实际的水下环境。

参照图1，具体地，光疏包层1的一端呈凸出的弧形面设置，光疏包层1的另一端呈锥体状设置。光疏包层1弧形面的一端即为输入端，光疏包层1的锥体状一端即为输出端。

在光密液态芯层2填充至液芯腔1a后，处于液芯腔1a两端的光密液态芯层2分别形成弧形透镜和锥形透镜，太赫兹光束在弧形透镜的作用下聚焦，从而实现高效率的耦合输入，该弧形透镜具有耦合效率高。本实施例中，弧形透镜的焦距比较短，可以作为太赫兹波与液芯光纤a之间的大NA透镜，其结构紧凑稳定性好，易于集成封装，以便于将太赫兹光束输入液芯光纤a。

锥形透镜方便太赫兹光束输出，且提高了太赫兹光束的输出效率，锥形透镜将太赫兹光束进行聚焦，提高了太赫兹激励源的能量密度，进而增大其相应的太赫兹光声信号。

太赫兹光束在光疏包层1内部传播时，可根据公式

参照图1，可选地，光疏包层1包括主体部11和连接于主体部11两端的输入部12和输出部13。主体部11呈管状设置；输入部12一端开口与主体部11连通，输入部12另一端面呈弧形面设置；输出部13一端开口与主体部11连通，输出部13呈锥体状设置。因此主体部11、输入部12和输出部13三者组合成光疏包层1，在需要不同长度的液芯光纤a时，通过改变主体部11的长度，即可制作不同长度的液芯光纤a。其他实施例中，主体部11的数量可设有多个，多个主体部11依次首尾连接，且输入部12和输出部13分别与两端头的两个主体部11连接，即可通过改变主体部11的数量而改变液芯光纤a的长度。

参照图1，进一步地，主体部11的两端面均一体成型有主体翻边111，输入部12的开口一端的端面一体成型有输入翻边121，输出部13的开口一端的端面一体成型有输出翻边131。主体部11两端的主体翻边111分别与输入翻边121和输出翻边131抵紧并连接。

参照图1，这样设置，通过设置主体翻边111、输入翻边121和输出翻边131，使得输入部12和输出部13与主体部11的连接处的密封性更好。

参照图1，具体地，该太赫兹液芯光纤a还包括保护层3，所述保护层3包括主体护套31、输入端套32和输出端套33。

参照图1，主体护套31套设于主体部11，且主体护套31的两端均一体成型有密封环311，密封环311与主体护套31的轴线一致，且密封环311的内径等于主体护套31的内径，密封环311的外径大于主体护套31的外径。

参照图1，输入端套32，输入端套32套设于输入部12，输入端套32靠近输入部12的开口处设置，且输入端套32不对输入部12的弧形面产生遮挡。输入端套32的一端面开设有输入密封环槽32a，输入翻边121和一主体翻边111置于输入密封环槽32a内，输入端套32开设有输入密封环槽32a的端面与密封环311抵紧并通过螺钉连接。因此输入翻边121与主体翻边111被限制在输入密封环槽32a内，且通过输入端套32和密封环311抵紧以完成输入部12和主体部11的固定。另外，输入部12和主体部11之间的连接缝隙被输入密封环槽32a的槽壁遮挡，因而输入部12和主体部11的密封性更好，因此液芯光纤a适用于水下环境。

参照图1，输出端套33，输出端套33套设于输出部13，输出端套33靠近输出部13的开口处设置，且输出端套33不对输出部13的锥体部分的尖部产生遮挡。输出端套33的一端面开设有输出密封环槽33a，输出翻边131和一主体翻边111置于输出密封环槽33a内，输出端套33开设有输出密封环槽33a的端面与密封环311抵紧并通过螺钉连接。因此输出翻边131与主体翻边111被限制在输出密封环槽33a内，且通过输出端套33和密封环311抵紧以完成输出部13和主体部11的固定。另外，输出部13和主体部11之间的连接缝隙被输出密封环槽33a的槽壁遮挡，因而输出部13和主体部11的密封性更好，因此液芯光纤a适用于水下环境。

这样设置，主体护套31、输入端套32和输出端套33的设置，将光疏包层1进行保护，提高了液芯光纤a的强度和抗磨性能，液芯光纤a不易被损伤。另外，主体护套31、输入端套32和输出端套33可将主体部11与输入部12、主体部11与输出部13的连接位置进行遮挡，而提高了光疏包层1的密封性能。

进一步地，保护层3的材质为不锈钢，液芯光纤a在水下使用时，不易锈蚀。

参照图1，可选地，主体部11、输入部12和输出部13中的至少一个开设有注液螺孔121a。液芯光纤a还包括至少一个密封螺钉，密封螺钉与注液螺孔121a螺纹配合并封堵注液螺孔121a。通过开启注液螺孔121a，而利用注液螺孔121a朝液芯腔1a内灌注光密液态芯层2材料。其中，密封螺钉的材质为聚四氟乙烯。

参照图1，本实施例中，注液螺孔121a开设于输入翻边121的周向侧面上，且对应地，输入端套32的周向侧面也开设有连通孔，连通孔与注液螺孔121a正对设置。

这样设置，液芯光纤a使用时，液芯光纤a的输出端一般置于水面上方，而将注液螺孔121a设于输入部12的位置，用密封螺钉与注液螺孔121a螺纹配合并封堵注液螺孔121a，使整个太赫兹液芯光纤保持防水防气的密封状态，从而避免出现液芯光纤漏液、进气、受潮等而影响其性能的情况。

本申请实施例提供了一种太赫兹液芯光纤，由于光疏包层1的一端面呈弧形面设置，光疏包层1的另一端呈锥体状设置，在光密液态芯层2填充至液芯腔1a后，处于液芯腔1a两端的光密液态芯层2分别形成弧形透镜和锥形透镜，太赫兹光束在弧形透镜的作用下聚焦，从而实现高效率的耦合输入，该弧形透镜具有耦合效率高，结构紧凑稳定性好，易于集成封装的优点，便于将太赫兹光束输入液芯光纤a。锥形透镜方便太赫兹光束输出，且提高了太赫兹光束的输出效率，锥形透镜将太赫兹光束进行聚焦，提高了太赫兹激励源的能量密度，进而增大其相应的太赫兹光声信号。因此该太赫兹液芯光纤a方便了太赫兹光束的输入和输出，且由于光疏包层1内部填充的为光密液态芯层2，因此该液芯光纤a弯曲性能好，适应于水下环境。

参照图2，本申请另一实施例提供了一种水下原位太赫兹光声检测系统，包括如上所述的太赫兹液芯光纤。还包括太赫兹激励源单元4和太赫兹光声探测单元5。

参照图2，太赫兹激励源单元4包括太赫兹源41和太赫兹波束调理器42，太赫兹源41发出太赫兹波束经太赫兹波束调理器42后由液芯光纤a传递。其中，太赫兹波束调理器42包括准直器。太赫兹波束从太赫兹源41至太赫兹波束调理器42，以实现对太赫兹波束的周期性调制、能量调节和波束调理。再利用液芯光纤a，液芯光纤a的输入端通过太赫兹光纤固定器固定，且液芯光纤a的输出端伸至水下。太赫兹波束耦合至液芯光纤a后，由液芯光纤a传输至水下。

工作时，被周期调制的高功率太赫兹源41首先产生高能量脉冲太赫兹波，太赫兹波经过高效耦合到液芯光纤a后进行水下传输，再经液芯光纤a输出聚焦的太赫兹波束。由此提高太赫兹激励源的能量密度，进而增大其相应的太赫兹光声信号。该波束对液芯光纤a输出端附近的区域进行周期性的激励。根据光声效应原理，太赫兹波在其作用的水下区域中产生超声波。该超声波可以在水中传播，由此利用光纤超声水听器51探头测得。

与此同时，太赫兹激励源单元4产生与脉冲太赫兹波时序一致的5V TTL触发信号。该触发信号输入到采集卡的触发通道，以使得信号采集卡在采集程序控制下接收触发并进行光声数据的同步采集。

太赫兹光声探测单元5包括光纤超声水听器51、激光器52、光纤环形器53和光电探测器54，光纤超声水听器51通过光纤环形器53分别与激光器52和光电探测器54连接。

激光器52发射宽谱光经光纤环形器53入射到连接光纤超声水听器51的探头的光纤，输出的宽谱光经光纤分别传输到光纤光声传感探头并照射到光纤超声水听器51的传感探头内的光纤法布里珀罗干涉腔，干涉腔的两个面反射宽谱光形成干涉光谱，经光纤并通过光纤环形器53输出到光电探测器54。当超声波作用在传感探头内的声波敏感膜片时，引起法布里珀罗干涉腔长变化，光电探测器54检测的干涉光谱峰值发生移动。干涉光谱由光电探测器54相应的数据采集卡进行采集，采用高速光谱解调法获得干涉腔的动态腔长，通过测量干涉腔的腔长变化，从而计算得到光声信号的幅度。于是，太赫兹波辐射到水下样品上产生的光声信号被光纤超声水听器51探头接收并转化成电信号传输至数据采集卡的采集通道。

这样设置，对水下样品进行太赫兹光声测量时，太赫兹光声信号的产生与检测装置均处于同一介质。因而，太赫兹液体光声效应产生的光声信号无需考虑跨介质的声耦合特性及其在两相交界面处的衰减，便于实现高灵敏度检测。

可选地，该水下原位太赫兹光声检测系统还包括水下执行机构6，水下执行机构6包括旋转机构61，旋转机构61包括固定座、旋转架和旋转驱动件。旋转架转动连接于固定座，液芯光纤a的输出端和光纤超声水听器51间隔固定在旋转架上，且可随旋转架一并转动。旋转驱动件的固定端与固定座通过螺栓固定，旋转驱动件的驱动端与旋转架固定。其中，旋转驱动件包括伺服电机。

水下执行机构6还包括多轴机械臂62，多轴机械臂62的输出端与旋转机构61连接，具体地，多轴机械臂62的输出端与固定座固定。另外，该水下执行机构6还包括控制箱63，控制箱63与多轴机械臂62和旋转机构61均电连接，以控制多轴机械臂62和旋转机构61运行。

当完成一次信号采集存储后，采集程序通过控制箱63向水下机器人的多轴机械臂62发送运动指令，带动液芯光纤a和光纤水听超声探头运动到下一个位置，完成下一个位置的数据采集，直至完成扫描。接收到的光声数据通过信号放大，滤波，采集后，保存在计算机系统，以便进一步的分析处理、成像。

该水下原位太赫兹光声检测系统包括上位机7，上位机7与太赫兹激励源单元4、太赫兹光声探测单元5以及控制箱63均电连接，以此对其分别控制。

同时，针对上述测量系统，本申请还提供一种水下原位太赫兹光声检测方法，其采用如前所述的水下原位太赫兹光声检测系统，所述方法包括：

利用上位机7连续采集多轴机械臂末端的路点信息；根据所述多轴机械臂末端的路点信息得到太赫兹光声探测单元的三维空间坐标信息；根据所述坐标信息，对每一个坐标所对应返回的太赫兹光声信号分析，得到相关的成像参数；根据所述成像参数重构水下被测样品的太赫兹光声图像，并获得样品的太赫兹光声检测结果。

这样设置，太赫兹源41输出太赫兹波束，该波束通过周期性调制、能量调节、波束调理后，由液芯光纤a进行水下传输。液芯光纤a输出端和光纤超声水听器51均固定在旋转架上。通过控制旋转架转动，可以实现太赫兹光声探测的不同模式切换。多轴机械臂62的输出端与旋转机构61连接，控制箱63通过网络接口与上位机7建立通讯连接，以通过上位机7对多轴机械臂62和旋转机构61进行控制。本实施例采用液芯光纤a和光纤超声水听器51对水下目标进行太赫兹光声测量，极大降低了水下原位太赫兹检测探头的结构复杂度和尺寸。同时由于水下执行机构6轻巧简化，而且采用计算机编程控制多轴机械臂62和旋转机构61。因此工作时更加灵活可调，定位更加准确，能够实现真正柔性控制，由此提高对不同检测区域进行信号激发探测操作的灵活性，为更加复杂的水下操作提供强有力的技术手段。

具体地，太赫兹源41的调制输出同步接口与上位机7的数据采集卡的触发接口连接，通过5V TTL信号触发采集卡对太赫兹波在水中诱发的超声信号进行同步采集。太赫兹光声单元的光电探测器54输出端通过信号线与信号放大器的输入端连接。信号放大器的输出端与上位机7中的数据采集卡连接，通过模数转换及特定的解调算法，相应的水声信息就被还原出来。

一般地，系统工作时，上位机7对水下样品的光声信号监测，调整好太赫兹源41和水下执行机构6的相关参数。用户也可以根据需求，对太赫兹激励源单元4、太赫兹光声探测单元5、水下执行机构6进行相应的操作。

进行分析时，可以采用非高斯、非线性等现代信号处理工具对接收数据进行分析与特征提取。

其中，非高斯信号处理包括高阶统计(高阶谱估计、基于高阶累积量的ARMA模型估计、超定递推辅助变量法参数估计、随机梯度法参数估计等)、盲解卷、非监督自适应滤波(盲均衡器、码率盲均衡器、常数模算法)等方面。

非线性信号处理则包括随机共振理论、基于随机统计学理论的非线性时间序列分析(非参数化模型估计、非线性ARMA模型参数估计等)、基于混沌动力学理论的非线性时间序列分析(嵌入维估计、相空间重构技术、分形维和Lyapunov指数估计、全局与局部动力学模型估计、非线性预测与降噪等)、自相似随机信号模型(分数布朗运动、分数高斯噪声、分数Lévy稳定运动)等方面。

与此同时，也可以利用计算机技术进行成像。为了改善图像质量，提高对离焦失真的补偿，本申请将合成孔径聚焦技术SAFT和相干加权因子结合起来对数据进行图像重建。简单地说，SAFT通过适当的延迟和对相邻扫描信号的叠加来合成大的孔径，公式如下：

其中S(i，t)表示第i个位置探测到的太赫兹光声信号，Δt

为了形成图像，本申请通过将上述两式相乘得出最终的太赫兹光声信号S

S

最后直接利用S

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。