[发明专利]全光模数转换的光纤光谱成像方法

权利要求书

1.一种全光模数转换的光纤光谱成像方法，其特征在于它包括如下步骤：

对视场中被摄物上某一个像素宽度窄条上的所有的点反射光(1)通过成像系统(2)成像在狭缝(3)的位置，通过准直系统(4)形成平行光投射到棱镜或光栅(5)进行分光，通过棱镜(5)的出射光再通过镜头(6)聚焦到激光转换放大器阵列7上，将进入每根光纤的光线通过激光泵辅转换为激光，变成光脉冲，同时光强得到增强；

从光纤激光放大器阵列出来的每束单色光脉冲再进入到每根有一定长度光纤阵列(8)，通过光偶合，光脉冲在光纤(8)中是以模拟光的形式传播；

模拟光脉冲经过一定距离的光纤传播后，会产生频移变化，这些频移变化量是模拟光，然后对这些模拟光进行数字化，使模拟光转换为数字光；对全光数字化的过程是：首先对模拟光脉冲进行采样(10)、然后量化(11)，之后再进行编码(12)，经过模拟光采样、量化和编码就形成了数字光，数字光被计算机系统用数字的形式记录下来，整个转换过程是在全光形式下完成，即光到光的转换；根据莱曼自频移效应，就可以得到视场中被摄物上某一个像素宽度窄条上的对应各单色光谱的亮度数字值，这些亮度数字值就是该点对应各单色光谱的影像灰度数字值，它们可以用二维矩阵形式表现出来，从而形成被摄物上某一个像素宽度窄条数字光谱图象(13)。

2.如权利要求1所述的一种全光模数转换的光纤光谱成像方法，其特征在于为记录视场中被摄物整个影像，狭缝在拍摄过程中需要对被射物扫描，扫描的方式有两种，一种是摄影机不动，狭缝(3)转动扫描，另一种是摄影机依托一个移动的平台的移动，对视场中被摄物进行扫描。

3.如权利要求1所述的一种全光模数转换的光纤光谱成像方法，其特征在于：狭缝每扫过一个像素的宽度，记录下一帧二维模拟光光谱，然后数字化；最后完成拍摄时，将得到的所有数字光谱帧合在一起拼成一个立方体光谱图象，当从立方体光谱图象水平方向看时，能看到某个波长上的被摄物影像，当从立方体光谱图象横着切一片下来，就是一个像素宽度窄条上的各个波长的影像。

4.如权利要求1所述的一种全光模数转换的光纤光谱成像方法，其特征在于：如果激光转换放大器阵列7只接受单色光，就可以取一片不同波长上的影像构成灰度黑白影像。

5.如权利要求1所述的一种全光模数转换的光纤光谱成像方法，其特征在于：如果激光转换放大器阵列7只接受红、绿兰三原色光，就可以取三片不同波长上的影像拼合成一幅漂亮的彩色影像。

6.如权利要求1所述的一种全光模数转换的光纤光谱成像方法，其特征在于：如果激光转换放大器阵列7能接受按不同的光谱分辨率的光线，则可以生成不同光谱分辨率的多光谱图象、超光谱图象和高光谱图象。