太赫兹光谱成像技术能够以无标记、非电离及非侵入性的探测方式获取样品的化学、物理及空间分布等多种信息,在生物医学研究领域具有良好的应用前景。传统的太赫兹光谱成像技术受限于光学衍射极限,分辨率只能达到亚毫米级,无法满足生物样品的高空间分辨率检测需求。新近发展的基于光电导微探针的直接近场探测技术可突破光学衍射极限,达到微米级空间分辨,在生物样品精确检测应用中备受关注。实现光电导微探针到样品表面间距的精准控制是太赫兹近场扫描光谱成像的关键环节。然而,目前国际上尚无有效的控制手段,亟需发展一种能够精确调控光电导微探针与样品表面间距的方法。机器视觉是一种利用机器设备来识别、跟踪和测量目标对象的检测方法,具有高速度、高精度和非接触的检测优势。将机器视觉应用于光电导微探针与样品表面距离的探测,有望实现精准的微间距测量。但是,目前这种技术还未被应用于太赫兹近场光电导微探针和样品表面距离的测量研究。针对上述问题,在本课题中,申请人采用双远心光学显微技术与图像分析技术相结合的机器视觉方法,以钨金属微探针作为光电导微探针模型,开展了太赫兹近场光电导微探针与样品表面距离控制研究,最终建立了一套基于场景识别动态反馈技术的微探针与样品表面距离精确控制方法。本课题的研究内容主要包括:（1）准确获取场景图像。首先搭建了双远心光学显微镜系统,进行获取微探针末端及下方样品的光学场景图像;进一步,借助高精度的标定板,通过使用特征点坐标检测与矩形拟合寻找质心的方法,矫正了CCD相机拍摄图像过程中的存在的畸变,并得到了图像尺寸与实际场景尺寸的比例关系;在上述工作基础上,准确获取了微探针末端及下方样品场景光学图像。（2）计算机辅助的图像分析。通过图像处理中噪声去除、区域分割、边缘检测等分析技术,精确获取微探针与生物样品表面的间距。（3）自动化的动态反馈控制。建立程序可视化的分析控制软件,借助高精度三维位移台,实现微探针与生物样品表面距离的实时检测与精确的反馈控制。通过本课题的开展,申请人建立了机器视觉方法的微探针与样品表面距离精确控制的方法,为有效解决基于光电导微探针的太赫兹直接近场探测技术中微探针与生物样品表面距离控制的技术难题,奠定了基础。