[發明專利]一種基于光子標記的首光子激光成像系統

有效

• 申請號: 201610826918.0
• 申請日: 2016-09-14
• 公開（公告）號: CN106646510B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 楊頌;蘇云;王保華;鄔志強;阮寧娟;郭崇嶺;張鵬斌;林栩凌
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S7/481
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

1.一種基于光子標記的首光子激光成像系統，其特征在于：包括光子編碼系統(1)、1×N激光器陣列(2)、光路折轉元件(3)、二維掃描裝置(4)、望遠鏡光學系統(5)、光束聚焦元件(6)、光子解碼系統(7)、1×N單光子探測器陣列(8)、多通道時間相關單光子計數系統(9)以及控制與數據采集系統(10)；N為正整數；

所述的光子編碼系統(1)根據控制與數據采集系統(10)的控制指令，利用開關電路控制1×N激光器陣列(2)中各激光器中的激光二極管的驅動電源，使1×N激光器陣列(2)中的N個激光器，在一個準周期T內，按照相等的時間間隔T/N，依次發射窄脈寬的帶有標記的單光子脈沖；N個激光器發射的單光子脈沖通過合束，最后沿同一光路經光路折轉元件(3)、二維掃描裝置(4)向目標發射；目標反射回的回波光信號經望遠鏡光學系統(5)、光束聚焦元件(6)到達光子解碼系統(7)，光子解碼系統(7)將帶有標記的單光子脈沖空間分離后，對應送至1×N單光子探測器陣列(8)進行探測；1×N單光子探測器陣列(8)將探測到的信號輸出至多通道時間相關單光子計數系統(9)和控制與數據采集系統(10)，提取出帶有標記的單光子脈沖的信息，之后通過高重頻首光子成像算法對數據進行反演和去噪，最終顯示目標的反射率圖像和高程圖像。

2.根據權利要求1所述的一種基于光子標記的首光子激光成像系統，其特征在于：所述1×N單光子探測器陣列(8)中每個單光子探測器工作在蓋革模式。

3.根據權利要求1所述的一種基于光子標記的首光子激光成像系統，其特征在于：所述的光子編碼系統(1)的編碼形式為偏振編碼或波長編碼，所述的光子解碼系統(7)對于偏振編碼的單光子脈沖采用偏振分束器進行分光，對于波長編碼的單光子脈沖采用光柵分光。

4.根據權利要求1所述的一種基于光子標記的首光子激光成像系統，其特征在于：所述的多通道時間相關單光子計數系統(9)與1×N個單光子探測器的輸出相連，記錄到達1×N單光子探測器陣列(8)的第一個單光子脈沖的延遲時間。

5.根據權利要求1所述的一種基于光子標記的首光子激光成像系統，其特征在于：所述的控制與數據采集系統(10)與光子編碼系統(1)的輸入相連，通過指令控制光子編碼系統(1)的開關；同時控制與數據采集系統(10)與1×N單光子探測器陣列(8)的輸出相連，記錄到達1×N單光子探測器陣列(8)的第一個單光子脈沖的編碼信息和脈沖計數；同時控制與數據采集系統(10)與多通道時間相關單光子計數系統(9)的輸出相連，存儲到達1×N單光子探測器陣列(8)的第一個單光子脈沖的延遲時間，并對帶有標記的單光子脈沖的信息，包括編碼信息、脈沖計數和延遲時間，進行反演和去噪，最終顯示目標的高程圖像和反射率圖像。