[發(fā)明專利]一種芯片級星載高光譜成像探測器及其光譜成像方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011252272.2
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112345074A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李克武;王爽;王志斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號: G01J3/02
• 分類號: G01J3/02;G01J3/28
• 代理公司: 太原榮信德知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14119
• 代理人: 楊凱;連慧敏

1.一種芯片級星載高光譜成像探測器，其特征在于：包括探測器轉(zhuǎn)接環(huán)(1)、光譜透過率偽隨機操控超構(gòu)表面(2)和面陣列探測器(3)，所述光譜透過率偽隨機操控超構(gòu)表面(2)包括基底(201)、介質(zhì)堆疊層(202)，所述介質(zhì)堆疊層(202)設(shè)置在基底(201)上，所述光譜透過率偽隨機操控超構(gòu)表面(2)的基底(201)通過探測器轉(zhuǎn)接環(huán)(1)固定在面陣列探測器(3)的像元上面，所述光譜透過率偽隨機操控超構(gòu)表面(2)的基底(201)作為面陣列探測器(3)的像元保護蓋片，所述光譜透過率偽隨機操控超構(gòu)表面(2)通過壓縮感知實現(xiàn)光譜編碼壓縮測量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種芯片級星載高光譜成像探測器，其特征在于：所述光譜透過率偽隨機操控超構(gòu)表面(2)采用GaAs、Si3N4、TiO2、SiO2、Al2O3鍍膜異質(zhì)堆疊，所述介質(zhì)堆疊層(202)的厚度不超過400nm，所述基底(201)的厚度不超過10μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種芯片級星載高光譜成像探測器，其特征在于：所述光譜透過率偽隨機操控超構(gòu)表面(2)的編碼為光譜透過率進行非相關(guān)且偽隨機編碼，所述面陣列探測器(3)的每個測量通道獲得多個偽隨機編碼光譜的混疊圖像。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種芯片級星載高光譜成像探測器，其特征在于：所述光譜透過率偽隨機操控超構(gòu)表面(2)實現(xiàn)的編碼測量次數(shù)遠(yuǎn)小于面陣列探測器(3)實現(xiàn)的待測光譜通道數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種芯片級星載高光譜成像探測器，其特征在于：所述面陣列探測器(3)設(shè)置在衛(wèi)星上，并對地進行推掃成像，所述面陣列探測器(3)在推掃成像方向上的光譜透過率偽隨機操控超構(gòu)表面(2)不超過30個。

6.一種芯片級星載高光譜成像探測器光譜成像方法，其特征在于：包括下列步驟：

S1、根據(jù)光譜成像分辨率和光譜成像波段，設(shè)計光譜透過率偽隨機操控超構(gòu)表面并在面陣列探測器行方向上鍍制；

S2、根據(jù)制備好的高光譜成像探測器，配置同軸兩反系統(tǒng)、同軸三反系統(tǒng)或離軸三反系統(tǒng)等光學(xué)成像系統(tǒng)構(gòu)成高光譜成像載荷，并搭載在衛(wèi)星上；

S3、高光譜成像探測器隨衛(wèi)星飛行，在沿飛行方向依次對目標(biāo)進行光譜透過率偽隨機操控編碼的推掃測量；

S4、每個測量通道獲得光譜透過率偽隨機操控超構(gòu)表面后的混疊增強圖像，選擇稀疏基并結(jié)合透過率隨機編碼測量矩陣，應(yīng)用OMP、SAMP、IST和Twist算法對稀疏光譜信號求解；

S5、利用重構(gòu)獲得稀疏光譜信號，結(jié)合光譜信號稀疏進一步重構(gòu)恢復(fù)出光譜圖像。