[发明专利]一种基于光开关的分段式平面成像系统及方法

权利要求书

1.一种基于光开关的分段式平面成像系统，其特征在于，

包括透镜阵列、光子集成电路和图像处理模块；

所述透镜阵列包含M*N个透镜，N为列，M为每列的透镜数；所述N为大于1的整数，所述M为大于等于4的整数；

所述光子集成电路包含M*N根波导传输线和多个平衡四正交探测器；所述M*N个透镜一一对应地连接有M*N根波导传输线，即一个透镜连接一根波导传输线；波导传输线后设置有可以调控波导通断的光开关；所述波导传输线与平衡四正交探测器连接，所述平衡四正交探测器与图像处理模块连接；

每一列透镜中的M个透镜之间紧凑排布，无间隙；M个透镜分为3部分，分别是基部透镜、低频部分透镜和高频部分透镜，所述基部透镜包含有1个透镜，所述低频部分透镜包含有n个透镜，所述高频部分透镜包含有2n个透镜；

所述基部透镜通过1×2耦合器分光到第一波导和第二波导；所述低频部分透镜通过n×2的光开关分光到第三波导和第四波导；所述高频部分透镜通过2n×2的光开关分光到第五波导和第六波导；所述第一波导和第三波导分别和负责低频采样的平衡四正交探测器连接，所述第二波导和第五波导分别和负责高频采样的平衡四正交探测器连接，所述第四波导和第六波导分别和负责中频采样的平衡四正交探测器连接，所述平衡四正交探测器与图像处理模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于光开关的分段式平面成像系统，其特征在于，对于单波段成像，每一列透镜对应的光子集成电路只有三个平衡四正交探测器，基部透镜通过第一波导与平衡四正交探测器连接，低频部分透镜通过第三波导与平衡四正交探测器连接；基部透镜通过第二波导与平衡四正交探测器连接，高频部分透镜通过第五波导与平衡四正交探测器连接；低频部分透镜通过第四波导与平衡四正交探测器连接，高频部分透镜通过第六波导与平衡四正交探测器连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于光开关的分段式平面成像系统，其特征在于，对于多波段成像，每一列透镜对应的光子集成电路有六个阵列波导光栅和3×m个平衡四正交探测器，所述阵列波导光栅和平衡四正交探测器相互对应，m为阵列波导光栅分光数。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的基于光开关的分段式平面成像系统的成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：每一列透镜后的两个光开关分别打开其中的一个波导通道，其他通道关闭；

S2：基部透镜接收的入射光分成两束，处于打开状态的波导通道对应的透镜接收入射光，通过光开关被分成两束；基部透镜的一束入射光和低频透镜部分的一束入射光、基部透镜的一束入射光和高频透镜部分的一束入射光、低频透镜部分的一束入射光和高频透镜部分的一束入射光通过波导分别传输进入三个平衡四正交探测器从而获得复相干光的强度信息；

S3：图像处理模块将平衡四正交探测器获得的复相干光的强度信息处理成振幅和相位信息并储存；

S4：重复步骤S1、S2、S3，将透镜能构成的所有基线都探测完毕；

S5：图像处理模块将储存的所有复相干光的振幅和相位信息进行组合，获得目标频谱图，最后通过傅里叶逆变换完成图像重构。