[發(fā)明專利]一種新型剪切光束成像系統(tǒng)及目標(biāo)圖像獲取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710833732.2
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107656288B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董磊;趙金宇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 駱宗力;王寶筠

1.一種新型剪切光束成像系統(tǒng)，其特征在于，包括：激光發(fā)射模塊和成像模塊；其中，所述激光發(fā)射模塊包括：激光器、分光單元、擴束單元和指向單元；所述成像模塊包括：探測器陣列和計算單元；其中，

所述激光器用于出射探測激光；

所述分光單元用于將所述探測激光分束為第一激光、第二激光和第三激光；

所述擴束單元用于對所述第一激光、第二激光和第三激光進行整形并壓縮發(fā)散角后向所述指向單元出射；

所述指向單元用于將從所述擴束單元出射的第一激光、第二激光和第三激光向探測目標(biāo)發(fā)射；

所述探測器陣列用于接收由探測目標(biāo)反射的第一激光、第二激光和第三激光回波彼此相干疊加而形成的整體剪切干涉圖；

所述計算單元用于基于空間傅里葉變換的傅里葉相位提取技術(shù)，根據(jù)所述整體剪切干涉圖獲取目標(biāo)圖像；

所述計算單元基于空間傅里葉變換的傅里葉相位提取技術(shù)，根據(jù)所述整體剪切干涉圖獲取目標(biāo)圖像具體用于，

將每次接收的整體剪切干涉圖進行成像處理，以獲得散斑目標(biāo)圖像；

對多個散斑目標(biāo)圖像進行平均計算，以獲得清晰目標(biāo)圖像；

所述將 每次接收的整體剪切干涉圖進行成像處理包括：

對每次接收的整體剪切干涉圖整體進行二維傅里葉變換操作，將剪切干涉圖的光強的空間分布變換到空間頻域分布；

選取空間頻域分布的剪切干涉圖x方向的+1級頻譜和y方向的+1級頻譜；

對x方向的+1級頻譜和y方向的+1級頻譜分別進行逆傅里葉變換，獲得x方向的差分波面和y方向的差分波面；

利用波前重構(gòu)算法分析對x方向的差分波面和y方向的差分波面進行重構(gòu)計算，以獲得目標(biāo)遠場波面；

對所述目標(biāo)遠場波面進行逆傅里葉變換獲得目標(biāo)表面波面，并對所述目標(biāo)表面波面進行取模值后平方運算，獲得散斑目標(biāo)圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型剪切光束成像系統(tǒng)，其特征在于，所述分光單元包括：第一分光元件、第二分光元件和反射鏡；其中，

所述第一分光元件用于對所述出射探測激光進行部分透射和部分反射，其中，透射部分的出射探測激光形成所述第一激光，反射部分的出射探測激光入射到所述第二分光元件表面；

所述第二分光元件用于對所述第一分光元件反射的出射探測激光進行部分透射和部分反射，其中，反射部分的出射探測激光形成所述第二激光，透射部分的出射探測激光經(jīng)過所述反射鏡反射后形成所述第三激光。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型剪切光束成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第一分光元件為保偏分光棱鏡或保偏分光片或保偏分光膜；

所述第二分光元件為保偏分光棱鏡或保偏分光片或保偏分光膜；

所述反射鏡為保偏反射鏡。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型剪切光束成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第一分光元件的分光比為1：2；

所述第二分光元件的分光比為1:1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型剪切光束成像系統(tǒng)，其特征在于，所述擴束單元包括：第一擴束望遠鏡、第二擴束望遠鏡和第三擴束望遠鏡；其中，

所述第一擴束望遠鏡用于對所述第一激光進行整形并壓縮發(fā)散角后向所述指向單元出射；

所述第二擴束望遠鏡用于對所述第二激光進行整形并壓縮發(fā)散角后向所述指向單元出射；

所述第三擴束望遠鏡用于對所述第三激光進行整形并壓縮發(fā)散角后向所述指向單元出射。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型剪切光束成像系統(tǒng)，其特征在于，所述指向單元包括：第一指向鏡、第二指向鏡和第三指向鏡；其中，

所述第一指向鏡用于將經(jīng)過整形并壓縮發(fā)散角后的第一激光指向所述探測目標(biāo)發(fā)射；

所述第二指向鏡用于將經(jīng)過整形并壓縮發(fā)散角后的第二激光指向所述探測目標(biāo)發(fā)射；

所述第三指向鏡用于將經(jīng)過整形并壓縮發(fā)散角后的第三激光指向所述探測目標(biāo)發(fā)射。