[发明专利]一种周期性亚波长小孔阵列采样模板及其成像方法

权利要求书

1.一种周期性亚波长小孔阵列采样模板，由镀覆在透明基质上的金属薄膜构成，所述金属薄膜上具有亚波长小孔阵列，小孔形状为是圆形、C形、三角形、矩形、梯形、栅栏状，其特征在于：

所述亚波长小孔阵列为由0和1组成的M行N列周期性矩阵，所述周期性矩阵的第一行为向量v_i，其中0和1的总位数为M，所述周期性矩阵的其余M-1行按照循环S矩阵的移位方式构造，形成M×N的周期矩阵，其循环周期T＝i+1；i为两个1之间0的个数，M≥256，N≥256，i＝1、2、…或30；

v₁＝(1,0,1,0,...,1,0)，

v₂＝(1,0,0,1,0,0,...,1,0,0)，

v₃＝(1,0,0,0,1,0,0,0,...,1,0,0,0)，

v_i＝(1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,...)；

所述金属薄膜上的亚波长小孔阵列，0为不透光小孔，1为透光小孔。

2.利用权利要求1所述周期性亚波长小孔阵列采样模板的一种成像方法，包括下述步骤：

(1)选择M≥256、N≥256，周期T＝2的周期性亚波长小孔阵列采样模板，将其置于待测目标上方且与待测目标距离保持在近场距离内，在周期性亚波长小孔阵列采样模板上方依次设置成像镜头和面阵探测器；

(2)打开照明光源，其发出的可见光或者其它波段的光从待测目标的下方照射待测目标；调整收集光信号的成像镜头使其焦点位于待测目标上的周期性亚波长小孔阵列采样模板，成像镜头的成像面覆盖面阵探测器；

(3)面阵探测器接收成像镜头所得到的各个透光小孔的光学信号构成的一帧稀疏像场；并将其送至计算机采用压缩感知方法中的梯度投影法重构目标图像。

3.利用权利要求1所述周期性亚波长小孔阵列采样模板的另一种成像方法，包括下述步骤：

(1)选择M≥256、N≥256，周期T≥3的周期性亚波长小孔阵列采样模板，将其置于待测目标上方且与待测目标距离保持在近场距离内，在周期性亚波长小孔阵列采样模板上方依次设置成像镜头和面阵探测器；

(2)打开照明光源，其发出的可见光或者其它波段的光从待测目标的下方照射待测目标；调整收集光信号的成像镜头使其焦点位于待测目标上的周期性亚波长小孔阵列采样模板，成像镜头的成像面覆盖面阵探测器；

(3)面阵探测器接收成像镜头所得到的各个透光小孔的光学信号构成的一帧稀疏像场，为其标注序号，并将其送至计算机进行处理；

(4)采用二维移动平台驱动周期性亚波长小孔阵列采样模板，使其相对于待测目标在X方向正向移动，

当T＝3时，移动步长为周期性亚波长小孔阵列采样模板上相邻两个元素的中心距离，当T3时，移动步长为周期性亚波长小孔阵列采样模板上相邻两个元素的中心距离的两倍；

移动次数为|(T-1)/2|，符号|X|表示对X取整，从而达到实际上降低循环周期T值的效果；

(5)周期性亚波长小孔阵列采样模板每次移动以后均执行所述步骤(3)的操作，待在X方向正向移动结束后，进行步骤(6)；

(6)驱动周期性亚波长小孔阵列采样模板，使其相对于待测目标在Y方向负向移动，移动步长、移动次数都和x方向相同，但是y方向第一列的最后两个元素如果不是连续两个0则少移动一次，每次移动以后均执行所述步骤(3)的操作，待在Y方向正向移动结束后，进行步骤(7)；

(7)计算机对所得到的每帧稀疏像场，按序号对位填补，得到一帧x方向和y方向都不含连续两个0的稀疏像场，再采用压缩感知方法中的梯度投影法重构目标图像；所述按序号对位填补，是将各帧稀疏像场按照对应位相加。