【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
1.专利
本专利技术涉及相干成像系统及其制作方法。2.相关技术说明传统的基于直接检测的图像传感器(ccd或cmos)的功能，由于暗电流噪声和电读取噪声而使其性能受到限制。机械和mems设备结合相干源是改善这些传统相机传感器的一种方法。然而，扫描速率受限于khz机制，并且需要外部大规模光学组件进行相干检测。另一方面，集成光电子平台为每个像素提供了复杂信号处理的可能性，而不需要外部光学部件。此外，可以通过使用光学相控阵列的集成波束成形来实现相干波束成形[1]。相干成像器[2]-[4]基于外差检测起作用，由于信号灵敏度增加，提供了更好的范围和分辨率。在外差混频之后，所述下变频电信号包含包括在所述光信号的相位或幅度中的期望信号，使得接收器能够在接近散粒噪声限制状态的情况下工作。然而，外差检测器的主要挑战在于，相干激光源(相对强度噪声和相位噪声)的缺陷变化作为噪声源出现并干扰检测信号。这增加了所需的信号采集时间以平均和抵消不希望的信号。相干成像器的另一个挑战是互连密度的增加和信道到信道的隔离。需要的是具有降低的噪声和互连密度的相干成像系统。本专利技术满足了这一需求。
技术介绍
技术实现思路
1、根据本专利技术的实施例的示例相干成像系统和检测器阵列包括但不限于以下内容：
2、1.一种相干成像系统，包括：
3、发射器，包括：
4、电磁辐射的相干源；
5、功率分配器，用于将所述电磁辐射分离成参考波束和传输至目标的信号波束；和
6、接收器，其定位
7、图像形成设备；和
8、像素阵列，每个所述像素包括：
9、捕获区域，用于采集所述图像形成设备在所述捕获区域上成像的所述信号波束的一部分，作为采集信号；
10、多个波导，其沿着多条路径将所述参考波束和所述采集信号分配到多个耦合器，
11、其中：
12、不同路径上的所述采集信号具有不同的相移；和
13、每个所述耦合器将所述参考波束与采集到的具有不同相移的不同信号进行混合，形成多个混合信号；和
14、多个检测器，其耦合至所述耦合器的输出，以检测所述混合信号中的每一者，并响应于所述混合信号输出多个输出信号。
15、2.根据示例1所述的相干成像系统，其中：
16、所述耦合器包括第一耦合器和第二耦合器；
17、所述采集信号包括第一信号和相对于所述第一信号具有90°相移的第二信号；
18、所述混合信号包括第一混合信号和第二混合信号；
19、所述第一耦合器将所述第一信号与所述参考波束进行混合以形成包括同相信号的所述第一混合信号；
20、所述第二耦合器将所述第二信号与所述参考波束进行混合以形成包括正交信号的所述第二混合信号；和
21、所述检测器包括检测所述同相信号的第一检测器和检测所述正交信号的第二检测器。
22、3.根据示例2所述的相干成像系统，其中，还包括对所述输出信号的平方求和的电路。
23、4.根据示例1所述的相干成像系统，其中：
24、所述采集信号包括：第一信号；相对于所述第一信号具有第一角度的相移的第二信号；相对于所述第一信号具有第二角度的相移的第三信号；相对于所述第一信号具有第三角度的相移的第四信号；
25、所述耦合器包括：第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和输出所述混合信号的第四耦合器，所述混合信号包括：第一混合信号、第二混合信号、第三混合信号和第四混合信号；和
26、所述检测器包括：检测所述第一混合信号的第一检测器、检测所述第二混合信号的第二检测器、检测所述第三混合信号的第三检测器和检测所述第四混合信号的第四检测器。
27、5.根据示例1所述的相干成像系统，其中，所述发射器和所述接收器共用孔径，使得：
28、所述信号波束通过所述孔径从所述发射器传输至所述目标；
29、所述信号波束通过所述孔径在所述接收器中接收。
30、6.根据示例5所述的相干成像系统，其中，所述发射器和所述接收器包括共用光学天线的所述孔径，使得所述光学天线将所述信号波束传输至所述目标，并且所述光学天线从所述目标接收所述信号波束。
31、7.根据示例5所述的相干成像系统，其中，所述发射器和接收器包括共用光学波束成形系统的所述孔径，使得所述光学波束成形系统形成：
32、从所述发射器向所述目标发射的信号波束；
33、从所述目标接收到所述像素的所述信号波束。
34、8.根据示例1所述的相干成像系统，其中：
35、所述接收器还包括电控制电路，所述电控制电路对所述像素进行偏置，以用于：
36、从所述像素的选择的一行像素或多行像素中选择读出所述输出信号；
37、停用从所述像素的剩余行像素中的读出。
38、9.根据示例8所述的系统，其中：
39、所述像素被设置成行和列；
40、所述电控制电路包括：
41、多个公共行偏置线，其耦合至一行像素或多行像素中的每个像素；和
42、多个公共列偏置线，其耦合到一列像素或多列像素中的每个像素；
43、所述像素中的每个像素还包括：
44、所述检测器中的每个检测器，其包括串联连接在一对所述公共行偏置线之间的两个平衡光电二极管；
45、与所述光电二极管并联且在所述一对公共行偏置线之间的保护电阻；
46、至少一个二极管，其包括阳极和阴极，与来自所述光电二极管的输出串联连接；
47、和
48、其中：
49、所述一对公共行偏置线将所述光电二极管反向偏置并设置所述阳极的电压；和
50、所述公共列偏置线偏置所述阴极；
51、使得：
52、选择的行中的二极管被正向偏置以从所述选择的一行像素或多行像素中读出所述输出信号；和
53、所述剩余行像素中的二极管是反向偏置的。
54、10.根据示例1所述的系统，其中，所述接收器还包括：分离器，其仅将所述参考波束分配到所述像素的选择的一行像素或多行像素，使得从所述像素的所述选择的一行像素或多行像素中选择读出所述输出信号，并停用从所述像素的剩余行像素中的读出。
55、11.根据示例10所述的系统，其中，所述分离器包括一个或多个干涉仪，每个所述干涉仪包括：
56、第一支路，其具有第一输出和用于接收所述参考波束的输入；
57、第二支路，其具有第二输出；
58、第一耦合器，其将所述第一支路与所述第二支路耦合；
59、第二耦合器，其将所述第一支路和所述第二支路耦合，其中所述第二支路定位成与所述第一支路串联；和
60、电压可调谐调制器，其耦合到所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种相干成像系统，包括：
2.根据权利要求1所述的相干成像系统，其中：
3.根据权利要求2所述的相干成像系统，其中，还包括对所述输出信号的平方求和的电路。
4.根据权利要求1所述的相干成像系统，其中：
5.根据权利要求1所述的相干成像系统，其中，所述发射器和所述接收器共用孔径，使得：
6.根据权利要求5所述的相干成像系统，其中，所述发射器和所述接收器包括共用光学天线的所述孔径，使得所述光学天线将所述信号波束传输至所述目标，并且所述光学天线从所述目标接收所述信号波束。
7.根据权利要求5所述的相干成像系统，其中，所述发射器和接收器包括共用光学波束成形系统的所述孔径，使得所述光学波束成形系统形成：
8.根据权利要求1所述的相干成像系统，其中：
9.根据权利要求8所述的系统，其中：
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述接收器还包括：分离器，其仅将所述参考波束分配到所述像素的选择的一行像素或多行像素，使得从所述像素的所述选择的一行像素或多行像素中选择读出所述输出信号，并停
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述分离器包括一个或多个干涉仪，每个所述干涉仪包括：
12.根据权利要求11所述的系统，其中：
13.根据权利要求12所述的系统，其中：
14.根据权利要求1所述的系统，其中：
15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述接收器包括以下项中的至少一者：
16.根据权利要求1所述的系统，其中，所述捕获区域包括一个或多个光学天线。
17.根据权利要求1所述的相干成像系统，其中：
18.根据权利要求1所述的多模态成像系统，其包括权利要求1中所述的系统与CMOS成像器或RF雷达系统中的至少一者的组合。
19.根据权利要求1所述的成像系统，还包括计算机，所述计算机包括：一个或多个处理器；一个或多个存储器；以及存储在所述一个或多个存储器中的一个或多个计算机可执行指令，其中，所述计算机可执行指令用于执行以下步骤中的至少一者：
20.一种用于电磁辐射的相干检测的检测器阵列，包括：
21.根据权利要求20所述的检测器阵列，其中，所述用于采集的装置、所述用于分离的装置、所述用于混合的装置和所述用于输出的装置包括一个或多个光子集成电路。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种相干成像系统，包括：
2.根据权利要求1所述的相干成像系统，其中：
3.根据权利要求2所述的相干成像系统，其中，还包括对所述输出信号的平方求和的电路。
4.根据权利要求1所述的相干成像系统，其中：
5.根据权利要求1所述的相干成像系统，其中，所述发射器和所述接收器共用孔径，使得：
6.根据权利要求5所述的相干成像系统，其中，所述发射器和所述接收器包括共用光学天线的所述孔径，使得所述光学天线将所述信号波束传输至所述目标，并且所述光学天线从所述目标接收所述信号波束。
7.根据权利要求5所述的相干成像系统，其中，所述发射器和接收器包括共用光学波束成形系统的所述孔径，使得所述光学波束成形系统形成：
8.根据权利要求1所述的相干成像系统，其中：
9.根据权利要求8所述的系统，其中：
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述接收器还包括：分离器，其仅将所述参考波束分配到所述像素的选择的一行像素或多行像素，使得从所述像素的所述选择的一行像素或多行像素中选择读出所述输出信号，并停用从所述像素的剩余行像素中的读出。
11.根据权利要求10...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿鲁廷·哈恰图良，贝鲁兹·阿比尔，赛义德·穆罕默德礼萨·法特米，赛义德·阿里·哈吉米莉，
申请(专利权)人：加州理工学院，
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。