[發明專利]常溫運轉的超高靈敏度中長波紅外成像方法及成像系統

在審

• 申請號: 201910363548.5
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110108657A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 黃楠;劉紅軍;王昭路;池嬌;張永斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35;G01N21/359
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 董娜

1.一種常溫運轉的超高靈敏度中長波紅外成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)利用泵浦源(1)輸出的泵浦光對中長波紅外圖像進行頻率變換和增強，得到高頻近紅外圖像；

其中，泵浦源(1)輸出的泵浦光產生近紅外諧振相干光，中長波紅外圖像與近紅外諧振相干光產生二階非線性作用，對中長波紅外圖像進行頻率變換和增強；

2)采集并分析高頻近紅外圖像，獲取高頻近紅外圖像的光學信息，所述光學信息包括光譜強度分布和波前相位；

3)對高頻近紅外圖像的光學信息進行轉換，得到增強后的中長波紅外圖像信息。

2.一種常溫運轉的超高靈敏度中長波紅外成像系統，其特征在于：包括泵浦源(1)、中長波成像系統(14)、頻率變換像增強裝置(15)、近紅外圖像采集分析裝置(17)及數據處理裝置(13)；

所述頻率變換像增強裝置(15)用于接收中長波成像系統(14)輸出的中長波紅外圖像和泵浦源(1)輸出的泵浦光，并使泵浦源(1)輸出的泵浦光對中長波紅外圖像進行頻率變換和增強，得到高頻近紅外圖像；

所述近紅外圖像采集分析裝置(17)接收并分析高頻近紅外圖像，獲得高頻近紅外圖像的光學信息，所述光學信息包括光譜強度分布和波前相位；

所述數據處理裝置(13)用于將高頻近紅外圖像進行轉換，得到增強后的中長波紅外圖像信息。

3.根據權利要求2所述的常溫運轉的超高靈敏度中長波紅外成像系統，其特征在于：所述頻率變換像增強裝置(15)包括晶體控制器(6)、諧振腔(16)和設置在諧振腔(16)內的激光晶體(3)、反射鏡(4)、非線性晶體(5)和腔鏡(7)；

所述激光晶體(3)經泵浦源(1)激發后產生近紅外諧振相干光，所述近紅外諧振相干光和中長波紅外圖像分別經反射鏡(4)透射或反射后，依次經非線性晶體(5)和腔鏡(7)后，得到高頻近紅外圖像并被近紅外圖像采集分析裝置(17)接收；

所述非線性晶體(5)與晶體控制器(6)連接，晶體控制器(6)用于控制非線性晶體(5)的溫度和姿態。

4.根據權利要求3所述的常溫運轉的超高靈敏度中長波紅外成像系統，其特征在于：

所述中長波成像系統(14)包括設置在輸出光路上的中長波紅外窗片(12)和中長波紅外成像透鏡組(11)。

5.根據權利要求4所述的常溫運轉的超高靈敏度中長波紅外成像系統，其特征在于：

所述泵浦源(1)為泵浦激光器，泵浦光為線偏振，泵浦激光器的出射方向上設有光束耦合透鏡(2)。

6.根據權利要求5所述的常溫運轉的超高靈敏度中長波紅外成像系統，其特征在于：

所述反射鏡(4)的反射面為凹面，中長波紅外圖像透射反射鏡(4)，近紅外諧振相干光經反射鏡(4)反射。

7.根據權利要求6所述的常溫運轉的超高靈敏度中長波紅外成像系統，其特征在于：

所述激光晶體(3)的入射面設有對泵浦光的增透膜和對近紅外諧振光的高反膜；

所述腔鏡(7)的出射面設有高頻近紅外光的高透膜和近紅外諧振相干光的反射膜。

8.根據權利要求2至7任一所述的常溫運轉的超高靈敏度中長波紅外成像系統，其特征在于：

所述近紅外圖像采集分析裝置(17)包括近紅外成像透鏡組(8)、近紅外濾波器(9)和圖像采集裝置(10)，高頻近紅外圖像依次經過近紅外成像透鏡組(8)和近紅外濾波器(9)后，成像到圖像采集裝置(10)上；

所述圖像采集裝置(10)為CCD或IPD相機。