基于PCI-9812的太赫兹成像数据采集系统设计

太赫兹成像技术是一种新兴的无损检测方法，其利用频率介于微波和红外之间的电磁波（0.1~10 THz）进行成像，具备独特的波长特性，广泛应用于物体成像、谱分析、医学、环境监测等领域。由于太赫兹波的光子能量低，不会对人体或材料造成损害，因此在安全检查和医疗诊断中具有巨大潜力。 在基于PCI-9812的太赫兹成像数据采集系统设计中，关键组件包括凌华公司的PCI-9812数据采集卡和美国相干公司的P4-42探测器。PCI-9812是一款高性能的数据采集卡，采用32位PCI总线，提供四通道高速数据采集，12位分辨率，最高采样频率可达20 MHz，内置32 KB FIFO缓冲器，支持多种触发模式和A/D时钟源。在本设计中，选择了软件触发模式和内部脉冲时钟源。 太赫兹成像系统的工作原理是利用太赫兹激光器产生的连续THz激光，通过斩波器形成脉冲，经过聚乙烯透镜准直并照射到样品上。样品反射或透射的太赫兹光被探测器（如P4-42）接收，将其转换为电压信号。这个电压信号通过PCI-9812采集卡进行采样和A/D转换，然后通过PCI总线以DMA方式传输到计算机内存。在连接采集卡时，需注意输入电压范围和阻抗匹配，P4-42探测器的输出电压和电阻需通过分压电阻适配PCI-9812的输入要求。 软件系统的设计主要基于VC++6.0，包含三个主要模块：扫描控制模块、数据采集模块和数据处理模块。扫描控制模块负责激光源、斩波器和二维移动平台的控制，确保扫描过程的精确同步。数据采集模块实时记录探测器的电压值，而数据处理模块则将这些电压值转化为对应的像素值，生成太赫兹图像。 在实际操作中，二维移动平台按照预定路径（如"S"型）逐点扫描样品，每次扫描完成后，计算机根据采集的数据生成当前位置的像素值，并存储以构建完整的太赫兹图像。整个过程是一个闭环控制，通过串口通信协调平台移动和数据记录，确保每个像素点的信息准确无误。 总结来说，基于PCI-9812的太赫兹成像数据采集系统通过高效的硬件组件和精心设计的软件架构，实现了对太赫兹波的精确测量和图像重建，为太赫兹技术在各领域的应用提供了可靠的基础。