一种互补测量的单光子光谱计数成像系统及方法

摘要

本发明提供一种互补测量的单光子光谱计数成像系统及方法，该系统在可见光和近红外光范围内分别选取若干对应不同波长的单光子点探测单元组成两个线阵，和光谱分光部件一起分配到空间光调制器的两臂出射方向以便采样。该方法包括以下步骤：空间光调制器将成像在其上的光反射至两臂方向，分别准直分光，一臂取可见光光谱，一臂取近红外光光谱，由相应单光子探测器线阵进行探测。根据互补矩阵、计数值和通道所对应的波长信息，关联的压缩传感算法可重建出可见光和近红外光彩色图像，统计出波长—光功率的光谱图以便光谱分析。本发明解决了现有成像光谱仪器无法同时探测可见光和近红外光光谱的问题，具有低维度、高通量、高灵敏度、高分辨率等优点。

主权项

一种互补测量的单光子光谱计数成像系统，其特征在于，所述系统包含：光学成像部件、空间光调制器、第一组收光准直部件、第二组收光准直部件、第一组光谱分光部件、第二组光谱分光部件、可见光单光子探测器线阵、近红外光单光子探测器线阵、多通道计数器及信息处理单元；其中，携带待测物体信息的光通过所述光学成像部件成像在所述空间光调制器上，经所述空间光调制器的随机光调制后的出射光被分成两臂方向传输；所述第一组收光准直部件、第一组光谱分光部件和可见光单光子探测器线阵设置于第一臂方向，用于探测可见光光谱的光子，输出若干组脉冲波形；所述第二组收光准直部件、第二组光谱分光部件和近红外光单光子探测器线阵设置于第二臂方向，用于探测近红外光光谱的光子，输出若干组脉冲波形；所述多通道计数器设置于经由所述可见光单光子探测器线阵和近红外光单光子探测器线阵后的电路上，用于对每个通道下的脉冲波形进行滤波、鉴别和累计计数；所述信息处理单元根据所述空间光调制器上的互补矩阵、多通道计数器上的各计数值及多通道计数器上各计数通道所对应的波长信息，运用关联的压缩传感算法重建出可见光和近红外光的彩色图像，并能对特定波长下的成分进行进一步分析。