基于稀疏孔径压缩计算关联的主动高光谱成像系统及方法

摘要

本发明涉及一种基于稀疏孔径压缩计算关联的主动高光谱成像系统，包括偏振光源发射单元、扩束透镜、第四准直透镜、随机光学调制单元、稀疏孔径单元、自由空间准直单元、光束反射单元、束斑合成单元、第一透镜、偏振光分束器、全反射镜、光扩束准直单元、光谱分光单元、会聚收光单元、阵列光探测器和压缩计算关联模块；其中，所述稀疏孔径单元包括至少三个子望远镜透镜，所述自由空间准直单元包括至少三个准直透镜，所述光束反射单元包括至少三个反射镜组；一子望远镜透镜、一准直透镜、一反射镜组形成一条光路。

主权项

一种基于稀疏孔径压缩计算关联的主动高光谱成像系统，其特征在于，包括偏振光源发射单元（20）、扩束透镜（19）、第四准直透镜（18）、随机光学调制单元（17）、稀疏孔径单元、自由空间准直单元、光束反射单元、束斑合成单元（13）、第一透镜（14）、偏振光分束器（15）、全反射镜（16）、光扩束准直单元（21）、光谱分光单元（22）、会聚收光单元（23）、阵列光探测器（24）和压缩计算关联模块（25）；其中，所述稀疏孔径单元包括至少三个子望远镜透镜，所述自由空间准直单元包括至少三个准直透镜，所述光束反射单元包括至少三个反射镜组；一子望远镜透镜、一准直透镜、一反射镜组形成一条光路；所述偏振光源发射单元（20）所发出的偏振光经扩束透镜（19）扩束、第四准直透镜（18）准直后照射到所述随机光学调制单元（17）；所述随机光学调制单元（17）加载随时间变化的散斑以对偏振光进行随机相位调制，调制后的偏振光经全反射镜（16）反射到达所述偏振光分束器（15），接着依次透过第一透镜（14）、束斑合成单元（13）、光束反射单元、自由空间准直单元、稀疏孔径单元传播到待测物体上；待测物体反射所接收到的偏振光，反向传播通过稀疏孔径单元、自由空间准直单元、光束反射单元，到达所述束斑合成单元（13），在所述束斑合成单元（13）上实现稀疏孔径直接成像，然后通过第一透镜（14）将稀疏孔径直接成像映射到偏振光分束器（15），所述偏振光分束器（15）将所接收到的光折射到所述光扩束准直单元（21），经扩束准直后到达光谱分光单元（22）；所述光谱分光单元（22）将光谱分光后产生的不同波长的光场强度信号通过会聚收光透镜单元（23）聚焦到线阵光探测器（24），所述线阵光探测器（24）采集不同波长的光信号，获取不同波长的测量数向量；所述随机光学调制单元（17）和线阵光探测器（24）之间同步；计算出加载在所述随机光学调制单元（17）上的随时间变化的调制散斑光场传播到物体表面上的光场分布，以得到最终测量矩阵，将所述最终测量矩阵与多个同步周期内测量得到的测量数向量传输到所述压缩计算关联模块（25），由该模块通过压缩感知计算关联算法重构反射物体的高光谱图像。