可调液晶透镜、基于可调液晶透镜的光谱成像方法及系统技术方案

本发明专利技术属于微纳光学技术领域，公开了可调液晶透镜、基于可调液晶透镜的光谱成像方法及系统，本发明专利技术采用光学各向异性和电光调控特性的液晶材料构成的单透镜可以同时对被测物体进行成像和光谱探测，本发明专利技术通过记录不同电压下可调液晶透镜输出的图像再结合可调液晶透镜自身的光谱响应，可重建包含被测物体空间信息和光谱信息的数据立方体。本发明专利技术打破了传统透镜仅能实现空间信息记录的局限，可以大大提高光学探测获取的信息量，发展出了一种结构紧凑、高效的多维度平面成像器件，并提供了利用单个可调液晶透镜实现的光谱成像方法及系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微纳光学，更具体地，涉及一种可调液晶透镜、基于可调液晶透镜的光谱成像方法及系统。

技术介绍

1、基于透镜的传统光学成像技术只能获取目标的空间和时间维度信息，而光谱成像可以打破传统光学成像技术这一局限，同时获取包含被测目标时空信息及光谱信息的数据立方体。目前已有的商业光谱相机是基于光谱仪或成像系统的直接扩展，这需要在空间或光谱域中进行扫描，数据采集速率有限且系统体积庞大。而基于量子点、光子晶体、纳米线、超表面等的微型光谱仪缺乏相位调控功能无法实现成像，因此需要与消色差透镜结合才能同时实现成像和光谱探测。

技术实现思路

1、本专利技术通过提供一种可调液晶透镜、基于可调液晶透镜的光谱成像方法及系统，解决现有技术中传统透镜仅能实现空间信息记录、无法利用单透镜实现光谱成像的问题。

2、第一方面，本专利技术提供一种基于可调液晶透镜的光谱成像方法，包括以下步骤：

3、步骤1、构建光谱成像系统模型，所述光谱成像系统模型表示如下：

4、

5、om(x,y,λ)＝og本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于可调液晶透镜的光谱成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于可调液晶透镜的光谱成像方法，其特征在于，所述可调液晶透镜为五层结构，从上至下依次为：第一导电玻璃层、第一光控取向层、向列型液晶层、第二光控取向层和第二导电玻璃层。

3.根据权利要求1所述的基于可调液晶透镜的光谱成像方法，其特征在于，所述可调液晶透镜具有偶次非球面的几何相位，表示如下：

4.根据权利要求1所述的基于可调液晶透镜的光谱成像方法，其特征在于，所述步骤2中，基于圆偏振光入射时，经过所述可调液晶透镜后的反向圆偏振光携带2倍面内取向角的相位调控量这一关系...

【技术特征摘要】

1.一种基于可调液晶透镜的光谱成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于可调液晶透镜的光谱成像方法，其特征在于，所述可调液晶透镜为五层结构，从上至下依次为：第一导电玻璃层、第一光控取向层、向列型液晶层、第二光控取向层和第二导电玻璃层。

3.根据权利要求1所述的基于可调液晶透镜的光谱成像方法，其特征在于，所述可调液晶透镜具有偶次非球面的几何相位，表示如下：

4.根据权利要求1所述的基于可调液晶透镜的光谱成像方法，其特征在于，所述步骤2中，基于圆偏振光入射时，经过所述可调液晶透镜后的反向圆偏振光携带2倍面内取向角的相位调控量这一关系，将所述可调液晶透镜的几何相位分布转化为所述可调液晶透镜的面内取向角分布。

5.根据权利要求1所述的基于可调液晶透镜的光谱成像方法，其特征在于，所述步骤2中，随着施加的外部电压的增加，所述可调液晶透镜的面外取向角从0逐渐旋转至π/2；通过仿真所述可调液晶透镜的面外取向角在[0,π/2]、液晶工作波长范围为所述设定波长范围时的光谱响应，实现对lci(λ)的标定。

6.根据权利要求1所述的基于可调液晶透镜的光谱成像方法，其特征在于，所述步骤3中得到ii(x,y...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑国兴，谢颖欣，周舟，李子乐，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：