[发明专利]密集方位采样分块式平面光电成像系统

权利要求书

1.一种密集方位采样分块式平面光电成像系统，其特征在于，包括若干个沿圆周径向均匀排列的一维干涉臂，全部所述一维干涉臂按顺序编号，每一个所述一维干涉臂包括从顶层至底层顺次分布的微透镜阵列、光子集成电路子系统、平衡正交探测器阵列和信号处理子系统；

每一个所述一维干涉臂上均设有2(2n+1)个等间距分布的微透镜位置，编号为偶数的一维干涉臂上只在序号为偶数的微透镜位置上设有微透镜，编号为奇数的一维干涉臂上只在序号为奇数的微透镜位置上设有微透镜，且单个所述一维干涉臂的填充因子为0.5；

采取首尾相接的配对方式对单个所述一维干涉臂上的微透镜进行两两匹配，由于单个所述一维干涉臂上的透镜数为奇数，因此在基线匹配中存在独立透镜，该透镜接收的光直接通过光电二极管检测电流强度，检测到的电流强度对应着光谱的中心零频率幅值，其他微透镜两两匹配形成不同长度的干涉基线；

来自目标场景的光经过各个所述透镜对耦合进入所述光子集成电路子系统，所述平衡正交探测器阵列检测所述光子集成电路子系统形成的干涉条纹的互相干可见度信息，所述互相干可见度信息包括幅值信息和相位信息；

所述信号处理子系统根据所述互相干可见度信息得到离散空间采样频谱，并对离散空间采样频谱进行重建，得到重建后的空间采样频谱，然后对重建后的空间采样频谱进行傅里叶逆变换，得到重建的目标场景图像。

2.根据权利要求1所述的一种密集方位采样分块式平面光电成像系统，其特征在于，所述光子集成电路子系统包括光波导、阵列波导光栅、相位延迟器和耦合器；

来自目标场景的光经过所述透镜对耦合进各个所述透镜对各自对应的光波导中，经过所述光波导传输后依次经过所述阵列波导光栅、所述相位延迟器和所述耦合器后形成所述干涉条纹。

3.根据权利要求1或2所述的一种密集方位采样分块式平面光电成像系统，其特征在于，所述信号处理子系统根据密集方位采样透镜阵列结构特点采用了一种离散空间采样频谱重建方式，其重建离散空间采样频谱的过程包括以下步骤：

步骤一：对于单个的一维干涉臂，计算其光子集成电路子系统上的各对微透镜采样的空间频率在频谱矩阵中相对于基频到中心零频率之间距离的采样距离，采样距离的计算公式为：

其中，B_j为光子集成电路子系统上第j个基线的长度，j＝[1,2,……,(N-1)/2]，B_min为光子集成电路子系统上最短的基线的长度，N为单个一维干涉臂上的微透镜的总数；

步骤二：将B_j＝[4,8,12,16,……,2(N-1)]d和B_min＝4d代入公式(1)中，其中d为单个所述微透镜的直径，得到：

L_j＝[1,2,3,4,……,(N-1)/2] (2)

由公式(2)可知，原始离散的采样距离变为连续的整数，实现包含零频率在内的所有基频的连续整数倍均匀采样，得到重建后的空间采样频谱。

4.根据权利要求2所述的一种密集方位采样分块式平面光电成像系统，其特征在于，成像系统的物距为500km，一维干涉臂的数量为74，单个一维干涉臂上的微透镜的总数为69，光波导为15×15的阵列，最长基线的长度为138mm，单个微透镜的直径为1mm，单个微透镜的焦距为9mm，奈奎斯特采样间隔为0.58cycles/mrad。