[发明专利]一种芯片级星载高光谱成像探测器及其光谱成像方法

权利要求书

1.一种芯片级星载高光谱成像探测器，其特征在于：包括探测器转接环(1)、光谱透过率伪随机操控超构表面(2)和面阵列探测器(3)，所述光谱透过率伪随机操控超构表面(2)包括基底(201)、介质堆叠层(202)，所述介质堆叠层(202)设置在基底(201)上，所述光谱透过率伪随机操控超构表面(2)的基底(201)通过探测器转接环(1)固定在面阵列探测器(3)的像元上面，所述光谱透过率伪随机操控超构表面(2)的基底(201)作为面阵列探测器(3)的像元保护盖片，所述光谱透过率伪随机操控超构表面(2)通过压缩感知实现光谱编码压缩测量。

2.根据权利要求1所述的一种芯片级星载高光谱成像探测器，其特征在于：所述光谱透过率伪随机操控超构表面(2)采用GaAs、Si3N4、TiO2、SiO2、Al2O3镀膜异质堆叠，所述介质堆叠层(202)的厚度不超过400nm，所述基底(201)的厚度不超过10μm。

3.根据权利要求1所述的一种芯片级星载高光谱成像探测器，其特征在于：所述光谱透过率伪随机操控超构表面(2)的编码为光谱透过率进行非相关且伪随机编码，所述面阵列探测器(3)的每个测量通道获得多个伪随机编码光谱的混叠图像。

4.根据权利要求1所述的一种芯片级星载高光谱成像探测器，其特征在于：所述光谱透过率伪随机操控超构表面(2)实现的编码测量次数远小于面阵列探测器(3)实现的待测光谱通道数。

5.根据权利要求1所述的一种芯片级星载高光谱成像探测器，其特征在于：所述面阵列探测器(3)设置在卫星上，并对地进行推扫成像，所述面阵列探测器(3)在推扫成像方向上的光谱透过率伪随机操控超构表面(2)不超过30个。

6.一种芯片级星载高光谱成像探测器光谱成像方法，其特征在于：包括下列步骤：

S1、根据光谱成像分辨率和光谱成像波段，设计光谱透过率伪随机操控超构表面并在面阵列探测器行方向上镀制；

S2、根据制备好的高光谱成像探测器，配置同轴两反系统、同轴三反系统或离轴三反系统等光学成像系统构成高光谱成像载荷，并搭载在卫星上；

S3、高光谱成像探测器随卫星飞行，在沿飞行方向依次对目标进行光谱透过率伪随机操控编码的推扫测量；

S4、每个测量通道获得光谱透过率伪随机操控超构表面后的混叠增强图像，选择稀疏基并结合透过率随机编码测量矩阵，应用OMP、SAMP、IST和Twist算法对稀疏光谱信号求解；

S5、利用重构获得稀疏光谱信号，结合光谱信号稀疏进一步重构恢复出光谱图像。