太赫茲相機鏡頭的核心作用，是把太赫茲波（THz）高效、清晰地“成像”到探測器上，同時解決太赫茲波本身“波長長、易衍射、易被吸收/散射”的先天短板，讓相機能看清、拍準、用得穩(wěn)。

 

一、核心作用（按重要性排序）

 

1.聚焦與成像：把太赫茲波“聚”成清晰圖像

 

太赫茲波波長在0.03–3mm（遠紅外到微波之間），比可見光（0.4–0.7μm）長得多，衍射極限更大、更容易模糊。

 

鏡頭通過折射/反射/衍射（依材料和波段）把發(fā)散的太赫茲輻射匯聚到探測器焦平面，形成可分辨的物像，決定相機的空間分辨率（能看清多小的細節(jié)）。

 

關(guān)鍵指標(biāo)：焦距、F數(shù)（光圈）、視場角（FOV），直接影響：

 

分辨率：F數(shù)越小、焦距越匹配，衍射斑越小，細節(jié)越清；

 

視場：廣角鏡頭適合大范圍掃描，長焦適合遠距離/小目標(biāo)精細成像。

 

2.濾除干擾：只讓“有用的太赫茲”進來

 

太赫茲相機探測器（如微測輻射熱計、肖特基二極管陣列）對可見光、紅外、雜散光也敏感，會產(chǎn)生背景噪聲，淹沒弱太赫茲信號。

 

鏡頭前端/內(nèi)部集成太赫茲帶通濾光片（或利用材料本身的選擇性透過）：

 

透過：目標(biāo)波段（如0.1–1THz、0.3–3THz）的太赫茲波；

 

阻擋：可見光、近/中紅外、射頻干擾等。

 

結(jié)果：提高信噪比（SNR），讓弱信號（如隱蔽物、低反射目標(biāo)）可被探測。

 

3.校正像差：解決“太赫茲波難拍清楚”的問題

 

太赫茲波的長波長+常用材料（如TPX、HDPE、硅、石英）的折射率低、色散明顯，容易出現(xiàn)：

 

球差：邊緣與中心焦點不一致，圖像邊緣模糊；

 

色差：不同頻率太赫茲波焦點不同，寬帶成像時“彩虹模糊”；

 

彗差、像散、場曲：視場邊緣畸變、清晰度下降。

 

鏡頭通過多片透鏡組合、非球面設(shè)計、衍射光學(xué)元件（DOE）等方式校正像差，實現(xiàn)：

 

大視場+高分辨率兼顧；

 

寬帶成像（如0.2–1THz）時各頻率焦點一致，圖像均勻清晰。

 

4.匹配探測器：讓“光”剛好落在有效像素上

 

太赫茲探測器陣列（如320×240、640×480）有固定像素尺寸、像元間距，鏡頭必須：

 

設(shè)計焦距/放大倍率，使目標(biāo)在探測器上的像剛好覆蓋有效區(qū)域，不浪費像素、不超出范圍；

 

控制入瞳位置，保證邊緣視場的光線能均勻入射到各像元，避免“邊緣暗角”。

 

直接決定：有效成像范圍、像素利用率、圖像均勻性。

 

5.保護與環(huán)境適應(yīng)：讓相機“能用、耐用”

 

太赫茲探測器/光學(xué)元件怕潮、怕塵、怕機械沖擊，鏡頭外殼+密封結(jié)構(gòu)提供：

 

防塵、防水、防霧（戶外/工業(yè)現(xiàn)場）；

 

機械防護（手持/車載/機載使用）；

 

溫控/隔熱（部分場景），避免溫度漂移影響成像。

 

同時，鏡頭材料（如TPX、HDPE、硅）本身要低太赫茲吸收、高透過率，減少信號衰減。

 

6.拓展功能：滿足不同應(yīng)用場景

 

通過鏡頭設(shè)計實現(xiàn)場景化能力：

 

微距/近距鏡頭：安檢、質(zhì)檢（如電路板、藥品、包裝內(nèi)異物），近距離高分辨率成像；

 

長焦/遠攝鏡頭：安防、遙感、無損檢測（遠距離掃描墻體、管道、設(shè)備）；

 

廣角/魚眼鏡頭：大范圍快速掃描（如機場安檢通道、倉儲貨物）；

 

變焦鏡頭：兼顧“大范圍找目標(biāo)+局部精細看”（如科研、工業(yè)質(zhì)檢）；

 

抗振/穩(wěn)像鏡頭：車載、機載、手持動態(tài)成像，減少模糊。