本发明专利技术涉及一种多孔径空间光谱成像系统，该成像系统包括：N个结构相同的子孔径结构、N个光程控制模块、成像模块和探测器。本发明专利技术的成像系统不仅能在共相条件下进行高空间分辨率成像，而且还能进行光谱解析，获取不同波长下的图像信息，因此可以根据场景需求进行空间成像或光谱信息解析；另外，将光谱信息与空间成像结果融合，也能够有效提升系统的成像性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学合成孔径成像，具体涉及一种多孔径空间光谱成像系统。
技术介绍
1、对远距离目标的探测，探测系统的空间分辨率越高得到的目标细节信息越清晰。对于光学成像系统，单孔径成像系统的分辨率主要受限于孔径的直径大小，而系统的成本随着孔径尺寸的增大呈指数方式增长。因此，采用多孔径替代单个大孔径，取得与单个大孔径分辨率相当的成像系统。按照成像系统的结构，可以划分为迈克尔逊式和斐索式，其中迈克尔逊式需要变换孔径的相对位置以获得不同的基线，完成u-v面的采样覆盖，获得高质量的图像，因此该结构的系统的成像周期长，适用于对遥远静止目标的探测。而斐索式成像周期短，能够短时间内获得目标的图像，适用于探测扩展源、动态目标。
2、对目标的探测，能够清晰地观察到目标的细节是一个方面，另一方面，不同波长条件下观察的目标所携带的信息是不同的，通过对光谱信息的解析，有助于分析目标的组成成分、理化特性等特点，因此如何解析探测目标的光谱信息，是探测的另一个重点。目前，一般的多孔径成像系统只能获得高空间分辨率图像，不能够获得图像的光谱信息。而进行光谱成像的系统，比如滤光型、色散型、层析型和干涉型，一般通过引入另一路高空间分辨率的成像系统，再通过数据融合方式获得高质量光谱图像，因此系统包含了空间成像部分，和光谱成像部分，系统的整体结构比较复杂。
3、因此，在一个整体系统中获得高空间分辨率和多光谱信息，系统的复杂度和实施成本是非常高的，如何在获得高空间分辨率图像的同时，还能获得高光谱信息的图像，是非常具有实际应用前景的。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种多孔径空间光谱成像系统。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
2、一种多孔径空间光谱成像系统，所述成像系统包括：n个结构相同的子孔径结构、n个光程控制模块、成像模块和探测器，其中：
3、n个子孔径结构用于同时接收来自目标的信息光；
4、n个光程控制模块用于接收对应的所述n个子孔径结构反射的信息光；
5、成像模块用于接收所述n个光程控制模块反射的信息光并汇聚至成像面；
6、探测器用于对汇聚至成像面的信息光进行成像，所述成像面和所述探测器的感光面重合；
7、其中，所述成像系统通过调整所述光程控制模块实现所述n个子孔径结构的共相，并在共相条件下进行成像或者进行光谱解析。
8、在本专利技术的一个实施例中，所述子孔径结构包括主镜和次镜，其中：
9、所述主镜用于接收来自目标的信息光；
10、所述次镜用于接收所述主镜反射的信息光，并将所述信息光反射至所述光程控制模块。
11、在本专利技术的一个实施例中，所述主镜和所述次镜均包括双曲面镜，所述次镜放置在所述主镜的焦点之后，所述次镜的焦点在所述主镜之后，
12、所述主镜的凹面用于接收来自目标的信息光；
13、所述次镜的凸面朝向所述主镜的凹面，所述次镜的凸面用于接收所述主镜的凹面反射的信息光，并将所述信息光反射至所述光程控制模块。
14、在本专利技术的一个实施例中，所述主镜的结构包括环形结构，所述次镜的凸面反射的所述信息光通过环形结构的所述主镜中间的通孔入射至所述光程控制模块。
15、在本专利技术的一个实施例中，所述光程控制模块包括直角棱镜、第一反射镜和第二反射镜，其中：
16、所述第一反射镜用于接收所述子孔径结构反射的信息光，并将所述信息光反射至所述直角棱镜上；
17、所述直角棱镜用于接收所述第一反射镜反射的信息光，并将所述信息光反射至所述第二反射镜上，其中，所述直角棱镜可进行水平方向的移动；
18、所述第二反射镜用于接收所述直角棱镜的信息光，并将所述信息光反射至所述成像模块。
19、在本专利技术的一个实施例中，所述第一反射镜和所述第二反射镜均包括平面镜。
20、在本专利技术的一个实施例中，实现所述n个子孔径结构的共相的方法包括：
21、以所述n个子孔径结构中的任意一个为第一参考子孔径结构，根据所述第一参考子孔径结构与其他所述子孔径结构之间的相位差得到所述第一参考子孔径结构与其他所述子孔径结构之间的路径延迟，沿水平方向移动其他所述子孔径结构对应的所述光程控制模块的直角棱镜，以使所述第一参考子孔径结构与其他所述子孔径结构之间的路径延迟一致，实现所述n个子孔径结构的共相。
22、在本专利技术的一个实施例中，在所述n个子孔径结构共相的条件下进行光谱解析的方法包括：
23、在所述n个子孔径结构共相的条件下，以所述n个子孔径结构中的任意一个为第二参考子孔径结构，保持所述第二参考子孔径结构对应的所述光程控制模块的直角棱镜的位置不变，沿水平方向移动其他所述子孔径结构对应的所述光程控制模块的直角棱镜，改变所述第二参考子孔径结构和其他所述子孔径结构之间的相位差，以根据在不同相位差条件下得到的干涉强度图谱进行光谱解析。
24、在本专利技术的一个实施例中，所述成像模块包括双曲面反射镜和成像镜，其中：
25、所述双曲面反射镜用于通过凹面接收所述光程控制模块反射的信息光，并将所述信息光反射至所述成像镜；
26、所述成像镜用于接收所述双曲面反射镜反射的信息光，并将所述信息光汇聚至所述成像面，以利用所述探测器进行成像。
27、在本专利技术的一个实施例中，所述双曲面反射镜的结构包括环形结构，所述光程控制模块反射的所述信息光通过环形结构的所述双曲面反射镜中间的通孔入射汇聚至所述成像面。
28、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
29、本专利技术的成像系统可以通过调整光程控制模块，以用作给对应的子孔径结构施加光程差，从而实现n个子孔径结构的共相，由此，本专利技术的成像系统不仅能在共相条件下进行高空间分辨率成像，而且还能进行光谱解析，获取不同波长下的图像信息，因此可以根据场景需求进行空间成像或光谱信息解析；另外，将光谱信息与空间成像结果融合，也能够有效提升系统的成像性能。
30、本专利技术没有增加额外的器件，仅通过合理调整成像系统中的光程控制模块的扫描范围和扫描精度，便可以进行成像系统的光谱解析功能扩展，相比传统的光谱成像系统，有效控制了系统的复杂度、降低了系统的实施成本。
31、本专利技术针对多孔径提出对子孔径设置不同的相位延迟率，能够有效扩展系统的光谱信息解析范围，提升系统的信息获取能力。
32、以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多孔径空间光谱成像系统，其特征在于，所述成像系统包括：N个结构相同的子孔径结构、N个光程控制模块、成像模块和探测器，其中：
2.根据权利要求1所述的多孔径空间光谱成像系统，其特征在于，所述子孔径结构包括主镜和次镜，其中：
3.根据权利要求2所述的多孔径空间光谱成像系统，其特征在于，所述主镜和所述次镜均包括双曲面镜，所述次镜放置在所述主镜的焦点之后，所述次镜的焦点在所述主镜之后，
4.根据权利要求3所述的多孔径空间光谱成像系统，其特征在于，所述主镜的结构包括环形结构，所述次镜的凸面反射的所述信息光通过环形结构的所述主镜中间的通孔入射至所述光程控制模块。
5.根据权利要求1所述的多孔径空间光谱成像系统，其特征在于，所述光程控制模块包括直角棱镜、第一反射镜和第二反射镜，其中：
6.根据权利要求5所述的多孔径空间光谱成像系统，其特征在于，所述第一反射镜和所述第二反射镜均包括平面镜。
7.根据权利要求5所述的多孔径空间光谱成像系统，其特征在于，实现所述N个子孔径结构的共相的方法包括：
8.根据权利要求5、6或7所述的多孔径空间光谱成像系统，其特征在于，在所述N个子孔径结构共相的条件下进行光谱解析的方法包括：
9.根据权利要求1所述的多孔径空间光谱成像系统，其特征在于，所述成像模块包括双曲面反射镜和成像镜，其中：
10.根据权利要求9所述的多孔径空间光谱成像系统，其特征在于，所述双曲面反射镜的结构包括环形结构，所述光程控制模块反射的所述信息光通过环形结构的所述双曲面反射镜中间的通孔入射汇聚至所述成像面。
...
【技术特征摘要】
1.一种多孔径空间光谱成像系统，其特征在于，所述成像系统包括：n个结构相同的子孔径结构、n个光程控制模块、成像模块和探测器，其中：
2.根据权利要求1所述的多孔径空间光谱成像系统，其特征在于，所述子孔径结构包括主镜和次镜，其中：
3.根据权利要求2所述的多孔径空间光谱成像系统，其特征在于，所述主镜和所述次镜均包括双曲面镜，所述次镜放置在所述主镜的焦点之后，所述次镜的焦点在所述主镜之后，
4.根据权利要求3所述的多孔径空间光谱成像系统，其特征在于，所述主镜的结构包括环形结构，所述次镜的凸面反射的所述信息光通过环形结构的所述主镜中间的通孔入射至所述光程控制模块。
5.根据权利要求1所述的多孔径空间光谱成像系统，其特征在于，所述光程控制模块包括直角棱镜、第一反射镜...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖家莉，李洧，刘林科，孙艳玲，王子豪，兰金蓉，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。