[发明专利]光子集成干涉大视场成像系统

说明书

本发明涉及光子集成干涉成像领域，提出一种光子集成干涉大视场成像系统，采用光纤束阵列与微棱镜阵列相结合，用于将成像视场细分后再进行拼接，并且采用像面细分的方案，配合特定的算法，从而在原有的光子集成干涉成像视场基础上实现视场的延拓与拼接。本发明实现了光子集成干涉成像视场的延拓与拼接，相比于原有的成像视场提升三倍以上。

技术领域

本发明涉及光子集成干涉成像领域，具体涉及一种光子集成干涉大视场成像系统。

背景技术

传统光学干涉阵采用分立器件实现光束干涉合成，随着系统规模扩展光束干涉合成的难度和复杂性大大增加。采用的自由空间传输以及真空光学延迟器系统复杂且成本很高。随着集成光子学以及光刻技术的发展，光子集成干涉成像概念被提出，但是成像视场较小一直制约着光子集成干涉成像技术的发展，本专利着重解决光子集成干涉成像视场较小的问题，与传统的成像系统相比成像视场提高三倍以上。

发明内容

本发明为了解决光子集成干涉成像技术中心成像视场较小的问题，提供了一种实现光子集成干涉大视场成像的结构，结构中基于像面细分的视场拼接方法，利用透镜像面的单模光纤阵列进行视场拼接，通过获取干涉条纹的振幅和相位信息来恢复目标的图像信息。为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

一种光子集成干涉大视场成像系统，其特征在于，包括：用于收集光束的子孔径透镜阵列、用于对子孔径透镜阵列的成像视场进行细分的微棱镜阵列、将细分后的视场进行拼接的光纤束阵列；

其中，微棱镜阵列与子孔径透镜阵列同轴，且位于子孔径透镜阵列像面焦点前方；微棱镜阵列与光纤束阵列同轴，将经过微棱镜阵列细分后的光束耦合到光纤束阵列中。

优选地，组成微棱镜阵列的微棱镜为凹面棱镜和凸面棱镜胶合形成的长方体棱镜，凸面棱镜的入射面为平面、出射面为凸面，凹面棱镜的入射面为凹面、出射面为平面；凸面和凹面在胶合时完全吻合。

优选地，凹面和凸面均由3×3个四边形镜面组成，共同将视场细分成3×3个细分视场。

优选地，在凸面上包括：位于中心位置处的第一正方形镜面、与第一正方形镜面相邻的四个第一长方形镜面、位于凸面上四个角落的四个第一菱形镜面，四个第一长方形镜面分别与第一正方形镜面呈15°角；

在凹面上包括：位于中心位置处的第二正方形镜面、与第二正方形镜面相邻的四个第二长方形镜面、位于凸面上四个角落的四个第二菱形镜面，四个第二长方形镜面分别与第二正方形镜面呈15°角。

优选地，光纤束阵列由3×3根光纤组成，每根光纤对应与3×3个细分视场的出射光束耦合，实现对细分视场的拼接。

优选地，包括用于固定光纤束阵列的光纤束阵列背板、用于耦合光纤束阵列的光纤束、PIC光束干涉合成芯片以及高分辨率接收器。

优选地，光纤束为九合一单模光纤束。

优选地，可以使用n个子孔径透镜阵列收集光束，对应用n个微棱镜阵列和n个光纤束阵列进行细分和拼接，其中n为大于1的整数。

优选地，光子集成干涉大视场成像系统在大口径单体望远镜成像系统中提升成像视场的应用。

本发明能够取得以下技术效果：

1、适合于恶劣环境下的测量：快速测量、对震动不敏感、减少气流对测试的影响。

2、适合于挑战性的测试：对于目标尺寸较大，对光强要求较低、真空与环境仓内的测试。

3、适合于其他光学系统的扩展：不仅仅局限于光子集成干涉成像系统，对于传统的大口径单体望远镜成像系统以及其他相关成像系统都可以实现成像视场的延拓与拼接，相比于原有的成像视场提升三倍以上。

附图说明