[发明专利]一种基于光学参量过程的关联成像装置和方法

权利要求书

1.一种基于光学参量过程的关联成像装置，其特征在于，所述装置包括探测激光模块(1)、空间光强调制模块(2)、光学参量转换模块(6)、泵浦激光模块(7)、光参量同步控制模块(8)、桶探测器(9)、关联处理模块(10)；所述探测激光模块(1)包括发射激光器(100)、整形光学元件(101)；所述泵浦激光模块(7)包括泵浦激光器(700)和泵浦激光整形光学元件(701)；所述光学参量转换模块(6)包括非线性光学元件(600)、输入耦合镜(601)、输出耦合镜(602)、光束收集器(603)；

所述探测激光模块(1)的发射激光器(100)发射的激光经过所述整形光学元件(101)整形后进入所述空间光强调制模块(2)进行空间光强调制，使激光强度随机分布，并由空间光强调制模块(2)上所预设的调制信息计算得到目标物体处的激光强度分布，所述强度随机分布的激光照射目标物体(5)经反射或透射后，进入所述光学参量转换模块(6)；所述泵浦激光模块(7)的泵浦激光器(700)发出的泵浦激光经泵浦激光整形光学元件(701)整形后，与所述目标物体(5)反射或透射的激光同时到达所述光学参量转换模块(6)的输入耦合镜(601)，然后经过所述非线性光学元件(600)进行光学参量放大或光学频率转换后由所述输出耦合镜(602)输出到所述桶探测器(9)，进行激光强度的测量，并将探测结果传送给所述关联处理模块(10)；残余的泵浦光和残余的所述目标物体(5)反射或透射的激光由所述光束收集器(603)收集；

所述光参量同步控制模块(8)分别与所述发射激光器(100)和所述泵浦激光器(700)连接，所述关联处理模块(10)分别与所述空间光强调制模块(2)和所述桶探测器(9)连接，所述关联处理模块(10)对计算得到的目标物体处的激光强度分布以及所述桶探测器(9)探测到的激光总强度进行关联处理，得到成像结果。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括分束器(3)和参考探测器(4)；

所述分束器(3)位于所述空间光强调制模块(2)的后方，经过所述空间光强调制模块(2)进行空间光强调制的激光强度随机分布，然后进入所述分束器(3)分成两束，其中一束激光照射目标物体(5)，经反射或透射后，进入所述光学参量转换模块(6)；另一束激光进入所述参考探测器(4)，由所述参考探测器(4)探测和记录激光强度分布，并发送给所述关联处理模块(10)；

所述关联处理模块(10)分别与参考探测器(4)和所述桶探测器(9)连接，对所述参考探测器(4)探测的激光强度分布以及所述桶探测器(9)探测到的激光总强度进行关联处理，得到成像结果。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的光学参量转换模块(6)实现目标物体反射光信号或透射光信号的光学参量放大，同时实现频率上转换；

或实现目标物体反射光信号或透射光信号的同频率光学参量放大；

或通过和频过程将目标物体反射光信号或透射光信号频率转换至探测器量子效率较高的波段；

或通过差频过程将目标物体反射光信号或透射光信号频率转换至探测器量子效率较高的波段。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的空间光强调制模块(2)为旋转的毛玻璃、数字微镜阵列、空间光调制器、激光光纤组束或激光投影仪中的一种。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的发射激光器(100)的运转模式为连续运转或脉冲运转，对于所述脉冲运转，脉宽的单位能够是毫秒、微秒、纳秒、皮秒或飞秒中的一种；

所述泵浦激光器(700)的运转模式为连续运转或脉冲运转，对于所述脉冲运转，脉宽的单位能够是毫秒、微秒、纳秒、皮秒或飞秒中的一种。

6.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其特征在于，所述非线性光学元件(600)为块状晶体结构、波导结构或者光纤结构。

7.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其特征在于，所述光参量同步控制模块(8)通过对所述的发射激光器(100)和所述的泵浦激光器(700)进行延时控制，实现距离选通，即通过改变时间延迟得到不同纵深位置的目标图像。