[发明专利]一种棋盘式成像仪及实现方法

权利要求书

1.一种棋盘式成像仪，其特征在于，由矩形排列的孔径对阵列、2D光波导光栅阵列、3D光波导光束传输阵列、2D光波导正交调制耦合器阵列和光电转换数据采集与图像处理模块构成；所述孔径对阵列位于最前方，分孔径汇聚物光，然后被后方的所述2D光波导光栅阵列收集并分光成窄谱段光束后，输出给所述3D光波导光束传输阵列完成所述窄谱段光束的交叉配对传输，再经所述2D光波导正交调制耦合器阵列分别对多路不同频率的窄谱段光束进行调制耦合，到达所述光电转换数据采集与图像处理模块，从而经数据处理与图像反演重建算法最终获得物方图像；所述矩形排列的孔径对阵列满足一种紧凑型矩形孔径排布结构及目标空间频率的采样方法一个、两个、三个或者四个象限孔径对阵；所述3D光波导光束传输阵列对应所述一个、两个、三个或者四个象限孔径对阵列，并依据一种紧凑型矩形孔径排布结构及目标空间频率的采样方法完成所述窄谱段光束的交叉配对传输；所述3D光波导光束传输阵列的每个象限均由内外尺度不一的回字形传输光波导芯片嵌套构成，所述回字形传输光波导芯片由光纤束塑筑而成，或由4片有限厚度的3D传输波导芯片和4个90度转折镜组成。

2.根据权利要求1所述的棋盘式成像仪，其特征在于，所述2D光波导光栅阵列由多个2D光波导光栅芯片组成；每个所述2D光波导光栅芯片由一层或多层功能一致的2D光波导光栅组成。

3.根据权利要求1所述的棋盘式成像仪，其特征在于，所述2D光波导正交调制耦合器阵列由多个2D正交调制耦合器芯片组成；每个所述2D正交调制耦合器芯片由一层或多层2D正交调制耦合器阵列组成；所述2D正交调制耦合器阵列的工作谱段覆盖由所述2D光波导光栅阵列色散分光并通过所述3D光波导光束传输阵列交叉配对后的输入光波的谱段；不同工作谱段对应不同的2D正交调制耦合器阵列，适用不同工作谱段的2D正交调制耦合器阵列位于所述2D正交调制耦合器芯片的同一层或者不同层。

4.根据权利要求3所述的棋盘式成像仪，其特征在于，在所述2D光波导正交调制耦合器阵列的输入端，设置针对所述窄谱段光束的光程补偿光路。

5.一种如权利要求1所述的棋盘式成像仪的实现方法，其特征在于，包含步骤：

步骤S101、分别独立制造组部件阵列中的所述孔径对阵列、所述2D光波导光栅阵列、所述3D光波导光束传输阵列、所述2D光波导正交调制耦合器阵列，以及所述光电转换数据采集与图像处理模块；

步骤S102、完成所述孔径对阵列、所述2D光波导光栅阵列、所述3D光波导光束传输阵列和所述2D光波导正交调制耦合器阵列之间的耦合，形成光波导工作单元；

步骤S103、耦合所述光波导工作单元和所述光电转换数据采集与图像处理模块，形成棋盘式成像仪。

6.根据权利要求5所述的棋盘式成像仪的实现方法，其特征在于，步骤S101中，采用2D光波导制造工艺完成所述2D光波导光栅阵列和所述2D光波导正交调制耦合器阵列的制造，采用3D光波导制造工艺完成所述3D光波导光束传输阵列的制造；所述3D光波导光束传输阵列中的回字形传输光波导芯片由光纤束塑筑而成，或由4片有限厚度的3D传输波导芯片和4个90度转折镜组成。

7.根据权利要求5所述的棋盘式成像仪的实现方法，其特征在于，步骤S102中，通过对准胶合工艺完成耦合，形成光波导工作单元。

8.根据权利要求5所述的棋盘式成像仪的实现方法，其特征在于，步骤S103中，通过对准胶合工艺完成耦合，形成棋盘式成像仪。