[发明专利]一种三维立体高光谱成像系统及成像方法

权利要求书

1.一种三维立体高光谱成像系统，其特征在于：包括用于接收来自被测目标(1)辐射或反射的两条光路、声光可调谐滤波器(9)、声光可调谐滤波器射频驱动(10)、图像采集卡(17)以及计算机控制终端(18)；

所述两条光路中每条光路接收的辐射或反射的出射光，依次经过前置准直系统压缩准直后和前置起偏器起偏后形成线偏振光，线偏振光进入声光可调谐滤波器(9)中与来自声光可调谐滤波器射频驱动(10)发射的超声波发生声光相互作用，分别产生0级透射光与+1级衍射光和0级透射光与-1级衍射光，±1级衍射光分别经后置检偏器、成像镜聚焦于成像探测器；

所述两条光路上的前置起偏器的偏振方向垂直，后置检偏器的偏振方向也垂直，且每条光路上的前置起偏器和后置检偏器的偏振方向垂直；

所述图像采集卡(17)与每条光路上成像探测器均相连，图像采集卡(17)用于采集带有目标信息的图像，并传输至计算机控制终端(18)存储；

所述计算机控制终端(18)用于合成两束窄带光图像，得到目标的三维立体高光谱图像和控制声光可调谐滤波器射频驱动(10)产生超声波的频率值。

2.根据权利要求1所述的三维立体高光谱成像系统，其特征在于：

所述两条光路为第一光路和第二光路；

所述第一光路包括沿光路依次设置的第一前置准直系统(2)、第一前置起偏器(4)、第一后置检偏器(11)、第一成像镜(13)、第一成像探测器(15)；第一路光经第一前置准直系统(2)压缩准直后形成平行光，平行光入射至第一前置起偏器(4)形成第一线偏振光，第一线偏振光进入声光可调谐滤波器(9)中与来自声光可调谐滤波器射频驱动(10)发射的超声波发生声光相互作用，产生0级透射光与+1级衍射光，+1级衍射光经第一后置检偏器(11)透射后被第一成像镜(13)聚焦于第一成像探测器(15)上；

第二光路包括沿光路依次设置的第二前置准直系统(3)、第二前置起偏器(5)、第二后置检偏器(12)、第二成像镜(14)、第二成像探测器(16)；第二路光经第二前置准直系统(3)压缩准直后形成平行光，平行光入射至第二前置起偏器(5)形成第二线偏振光，第二线偏振光进入声光可调谐滤波器(9)中与来自声光可调谐滤波器射频驱动(10)发射的超声波发生声光相互作用，产生0级透射光与-1级衍射光，-1级衍射光经第二后置检偏器(12)透射后被第二成像镜(14)聚焦于第二成像探测器(16)上；

所述第一前置起偏器(4)与第二前置起偏器(5)的偏振方向垂直；所述第一前置起偏器(4)与第一后置检偏器(11)的偏振方向垂直；所述第二前置起偏器(5)与第二后置检偏器(12)的偏振方向垂直。

3.根据权利要求2所述的三维立体高光谱成像系统，其特征在于：

还包括分别设置在第一前置起偏器(4)和第二前置起偏器(5)与声光可调谐滤波器(9)之间的第一反射镜(7)、第二反射镜(8)和直角反射棱镜(6)；所述第一线偏振光和第二线偏振光分别经第一反射镜(7)和第二反射镜(8)折转光路后入射至直角反射棱镜(6)的两直角边，反射后入射至声光可调谐滤波器(9)。

4.根据权利要求3所述的三维立体高光谱成像系统，其特征在于：

所述第一后置检偏器(11)用于使第一线偏振光中的0级透射光被完全滤掉，+1级衍射光完全透过；

所述第二后置检偏器(12)用于使第二线偏振光中的0级透射光被完全滤掉，-1级衍射光完全透过。

5.根据权利要求4所述的三维立体高光谱成像系统，其特征在于：

所述第一前置起偏器(4)、第二前置起偏器(5)、第一后置检偏器(11)和第二后置检偏器(12)为偏振片或者偏振棱镜。

6.根据权利要求5所述的三维立体高光谱成像系统，其特征在于：

所述直角反射棱镜(6)为等腰直角反射棱镜，且在两个直角边上镀有高反射膜。