[發明專利]基于量子點折射率調制的全光讀出紅外成像系統

有效

• 申請號: 201110135233.9
• 申請日: 2011-05-24
• 公開（公告）號: CN102279054A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 陳剛;雷尼爾·馬丁尼;溫中泉;陳李
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01J5/08
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

1.一種基于量子點折射率調制的全光讀出紅外成像系統，包括紅外成像光學元件（1）、調制光束合束器（2）、量子點折射率調制器（3）、光學移相器（4）、激光光源（5）、準直透鏡或拋物面反射鏡（6）、光學分束器（7）、反射鏡（8）、干涉光束合束器（9）和近紅外光或可見光相機（10）；

所述成像系統分為兩個相對獨立的光路：分別是調制-讀出光路和參考光路；其中調制-讀出光路上沿入射光傳播方向的元件依次為：紅外成像光學元件（1）、調制光束合束器（2）、量子點折射率調制器（3）、光學移相器（4）、干涉光束合束器（9）和近紅外光或可見光相機（10）；參考光路上沿入射光傳播方向的元件依次為：激光光源（5）、準直透鏡或拋物面反射鏡（6）、光學分束器（7）和反射鏡（8）；

所述系統是通過紅外成像光學元件（1）將紅外物體成像于量子點折射率調制器（3），在紅外成像光學元件（1）和量子點折射率調制器（3）之間設置調制光束合束器（2）；

由激光光源（5）產生近紅外光或可見光，通過準直透鏡或拋物面反射鏡（6）準直后，經過光學分束器（7）分為讀出光和參考光；

所述讀出光經過調制光束合束器（2）與紅外物體在量子點折射率調制器（3）上的紅外像重合，利用量子點折射率調制器（3）的量子點三能級系統相位調制特性，紅外像的紅外光強信號被轉換成為讀出光（近紅外光或可見光）的相位信號，該讀出光進一步通過光學移相器（4）產生一個附加的????????????????????????????????????????????????相位，其中n為任意整數、為圓周率；

所述參考光（近紅外光或可見光）通過反射鏡（8）、干涉光束合束器（9）與通過光學移相器（4）之后的讀出光（近紅外光或可見光）重合在近紅外光或可見光相機（10）上；

通過近紅外光或可見光相機（10）讀取參考光和讀出光的干涉光強，最終將讀出光攜帶的相位信號還原成為紅外圖像的光強度信號，從而利用近紅外光或可見光相機獲取物體紅外圖像。

2.根據權利要求1所述的基于量子點折射率調制的全光讀出紅外成像系統，其特征在于：所述量子點折射率調制器（3）是由多層高密度量子點陣列結構構成；

其中單個量子點中的第j個導帶能級、第i個導帶能級和第k個價帶能級構成一個三能級系統、和，其對應的能量分別依次為，能量大小關系為>>；

其中能級與能級的能量差對應波長為的紅外光光子能量，而能級與能級之間的能量差對應波長的近紅外光或可見光光子能量；

波長為的紅外光入射到量子點上，引起能級與能級間的光學躍遷，導致能級與能級之間波長為的近紅外光或可見光的折射率變化，從而改變入射該量子點的波長為的近紅外光或可見光的相位，該相位變化量與波長為的入射紅外光強成正比，并且紅外波長與近紅外光或可見光波長具有一一對應的關系。