[发明专利]超连续谱照明空间门弹道光成像装置和方法

权利要求书

1.一种超连续谱照明的空间门弹道光成像方法，其特征在于：(1)飞秒激光器出射的飞秒脉冲激光经第一光阑被第一凸透镜聚焦在蒸馏水中产生超连续谱，产生的超连续谱锥角发散出射，再经第二凸透镜收集照射到成像目标上；通过的超连续谱经第三凸透镜聚焦并通过空间滤波器后由第四凸透镜收集在CCD上，空间滤波器是指高通滤波器或低通滤波器；

(2)散射环境光学深度，OD＝ln(I/I₀)，I为由散射环境透射的光强，I₀为入射散射环境的光强，在散射环境光学深度小于6的散射条件下，通过光阑调控飞秒激光空间分布以及调节入射光场强度来产生稳定而且分布均匀的超连续谱光场分布，在散射环境光学深度大于6的散射条件下，提高聚焦到水中的飞秒脉冲激光的功率，产生空间高强度的超连续谱作为照明光源；

在散射环境光学深度小于6的散射条件下，不通过任何空间滤波器直接成像，在光学深度大于6的散射条件下，结合空间滤波器选通弹道光成像。

2.根据权利要求1所述的一种超连续谱照明的空间门弹道光成像方法，其特征在于：超连续谱具有600nm的光谱宽度。

3.根据权利要求1所述的一种超连续谱照明的空间门弹道光成像方法，其特征在于：使用低通滤波器实现直接空间门弹道光成像，选通信号为：|E_low|²，E_low为目标物体低频成分。

4.根据权利要求1所述的一种超连续谱照明的空间门弹道光成像方法，其特征在于：使用高通滤波器实现迂回空间门弹道光成像，使用高通滤波器选通光信号为：|E_high|²+I_background，E_high为目标物体高频成分，I_background为散射光背底噪声，用不加任何空间门收集的光信号图像减去使用高通滤波器选通的光信号图像得到迂回空间门选通弹道光图像光场分布为：|E_low|²+2E_low·E_high，E_low为目标物体低频成分。

5.一种超连续谱照明空间滤波的弹道光成像装置，其特征在于：飞秒激光器发出飞秒激光依次通过第一光阑，第一凸透镜，盛有蒸馏水的水池，第二凸透镜，第二光阑，目标物体，第三凸透镜，低通或者高通空间滤波器，第四凸透镜，CCD；第一凸透镜、第二凸透镜、第三凸透镜和第四凸透镜的透光孔径均为5～10cm；所述的低通空间滤波器的孔径可以1～5mm调节；所述的高通空间滤波器中心1mm直径为不透光区域，周围为透明区域。

6.根据权利要求5所述的一种超连续谱照明空间滤波的弹道光成像装置，其特征在于：所述的目标物体设置在第三凸透镜的前焦面上，低通或者高通空间滤波器设置在第三凸透镜的后焦面上并同时设置在第四凸透镜的前焦面上，CCD设置在第四凸透镜组的后焦面上。