基于压缩感知的高分辨率光子集成成像系统及成像方法技术方案

本发明专利技术提出了一种基于压缩感知的高分辨率光子集成成像系统及成像方法，主要解决现有高分辨率紧凑被动相干成像技术存在透镜组成基线的效率低以及光子集成电路复杂、光路数量巨大的问题。该成像系统包括依次设置的透镜阵列、光子集成电路和数据处理模块；透镜阵列包括呈平面排布的第一透镜组和第二透镜组；第一透镜组包括M个沿X方向线性排列的透镜；第二透镜组包括N+1个沿Y方向线性排列的透镜。第一透镜组与第二透镜组呈T形排列，使得成基线的效率大大提高。率大大提高。率大大提高。

【技术实现步骤摘要】
基于压缩感知的高分辨率光子集成成像系统及成像方法


[0001]本专利技术属于空间光学成像
，涉及一种高分辨率、低质量小体积的光学系统，具体涉及一种基于压缩感知的高分辨率光子集成成像系统及成像方法。

技术介绍

[0002]由于天基光学遥感器具有不受地理位置制约、受大气影响小等优势，在天文探索、对地探测等领域具有重要的作用。随着空间技术的发展，为了更好的获取目标探测的细节特征，对天基光学遥感器的分辨率要求越来越高。由经典光学理论可知，非相干光学成像系统的分辨率受瑞利衍射极限的限制，因此，要提高光学系统的分辨率，就必须增大光学系统的有效通光口径。但是，随着光学系统通光口径的不断增加，一方面，使得其重量、体积、功耗和成本等成倍增加；另一方面，复杂的光路设计和校准等对传统光学制造、检测和装调能力提出极大地挑战。随着望远镜口径的不断增加，特别是未来10m以上超大口径望远镜的提出，传统折/反射经典光学成像体制在理论、技术和工程实行能力等方面都已经逼近极限，面临极大工程挑战。
[0003]高分辨率紧凑被动相干成像技术是一种基于干涉原理和光子集成电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于压缩感知的高分辨率光子集成成像系统，其特征在于：包括透镜阵列、光子集成电路和数据处理模块(8)；所述透镜阵列包括呈平面排布的第一透镜组(1)和第二透镜组(2)；所述第一透镜组(1)包括M个沿X方向线性排列的透镜，从左至右将各透镜依次定义为透镜R1、透镜R2、
……
透镜R
M
；所述第二透镜组(2)包括N+1个沿Y方向线性排列的透镜，各透镜从上至下依次定义为透镜S0、透镜S1……
透镜S
N
，且透镜S1位于透镜R
(M/2)
和透镜R
(M/2+1)
之间，其中，N≤M≤2N；所述光子集成电路包括依次连接的波导(4)、正交探测器(6)和光电探测器(7)；所述透镜阵列的各透镜通过光纤传像束(3)与光子集成电路中的波导(4)连接，所述波导(4)的数量与透镜阵列中透镜的数量相同，且每一个波导(4)上设置有光开关(5)；来自目标场景的入射光经过透镜耦合进波导(4)，光开关(5)随机开启，入射光经过波导(4)传输后经过正交探测器(6)和光电探测器(7)，得到互相干可见度信息，所述互相干可见度信息包括同步信号和正交信号；所述数据处理模块(8)根据互相干可见度信息得到离散空间采样频谱，并对离散空间采样频谱进行重建，得到重建后的空间采样频谱，然后对重建后的空间采样频谱进行傅里叶逆变换，得到重建的目标场景高分辨率图像。2.根据权利要求1所述的基于压缩感知的高分辨率光子集成成像系统，其特征在于：所述光子集成电路还包括设置在波导(4)、正交探测器(6)之间的阵列波导光栅。3.一种基于压缩感知的高分辨率光子集成的成像方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、目标场景发出的入射光被第一透镜组和第二透镜组接收，两组入射光通过光纤传像束入射至波导，两组入射光分别表示为：光分别表示为：
…………
其中，表示第一透镜组的入射光，B1、B2、
……
B
M
表示第一透镜组入射光的振幅，ω表示角频率，t表示时间，表示第一透镜组入射光的相位；表示第二透镜组的入射光，A1、A2、
……
A
N
表示第二透镜组入射光的振幅，表示第二透镜组入射光的相位；步骤二、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘罡，宋宗玺，孙忠涵，汶德胜，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：