[发明专利]合成孔径激光成像雷达的光学成像系统与光学成像方法

摘要

一种合成孔径激光成像雷达的光学成像系统与光学成像方法，用于对合成孔径激光成像雷达的目标回波数据进行成像处理，其构成包括激光器、起偏器、准直扩束器、离焦柱面望远镜、相位加载单元、检偏器、傅里叶变换透镜、平面反射镜、图像传感器、计算机，核心原理为相位加载单元加载SAIL回波信号相位数据，离焦柱面望远镜对方位向二次项相位进行补偿，傅里叶变换透镜进行两维傅里叶变换成像结果经过平面反射镜进行“镜像”消除后由图像传感器接收并由计算机存储显示。能够调节离焦柱面望远镜的离焦量以适应不同探测距离下的SAIL的回波信号的聚焦成像处理，实现了统一工作的目的，节省成本，提高效率，是合成孔径激光成像雷达的重要技术改进。

主权项

1.一种合成孔径激光成像雷达的光学成像系统，其特征在于其构成包括激光器（1）、起偏器（2）、准直扩束器（3）、离焦柱面望远镜（4）、相位加载单元（5）、检偏器（6）、平面反射镜（8）、图像传感器（9）和计算机（10），所述的离焦柱面望远镜（4）依次包括第一柱面透镜（41）、第二柱面透镜（42），所述的相位加载单元（5）依次包括数据处理与相位提取模块（51）、纯相位液晶空间光调制器（52），沿所述的激光器（1）的激光输出的主光轴上依次是所述的起偏器（2）、准直扩束器（3）、离焦柱面望远镜（4）的第一柱面透镜（41）、第二柱面透镜（42）、纯相位液晶空间光调制器（52）、检偏器（6）、傅里叶变换透镜（7）、平面反射镜（8）和图像传感器（9），该图像传感器（9）的输出端（91）与所述的计算机（10）的第二输入端（102）相连，该计算机（10）的输出端（103）接所述的数据处理与相位提取模块（51）的输入端（511），该计算机的第一输入端（103）接合成孔径激光成像雷达的回波信号接收系统，所述的数据处理与相位提取模块（51）的输出端（512）接所述的纯相位液晶空间光调制器的输入端（521）；所述的第一柱面透镜（41）的母线方向与所述的第二柱面透镜（42）的母线方向平行，所述的第二柱面透镜（42）的母线方向与所述的纯相位液晶空间光调制器（52）的距离向的方向平行，所述的第一柱面透镜（41）和第二柱面透镜（42）之间的离焦量为Δl，式中，λ为所述的激光器（1）的发射激光波长，f₂为所述的第二柱面透镜（42）的焦距，B_s为合成孔径激光成像雷达的光学足趾的方位向宽度，b为所述的纯相位液晶空间光调制器的方位向的宽度，λ_s为合成孔径激光成像雷达的发射激光的中心波长，F为合成孔径激光成像雷达的光学足趾的等效曲率半径，所述的纯相位液晶空间光调制器（52）的前表面位于所述的第二柱面透镜（42）的后焦面上，所述的纯相位液晶空间光调制器（52）的后表面位于所述的傅里叶变换透镜（7）的前焦面上，所述的图像传感器（9）的感光面位于所述的傅里叶变换透镜（7）的后焦面上，所述的起偏器（2）与所述的检偏器（6）的偏振方向均与所述的纯相位液晶空间光调制器（52）的方位向的方向平行，所述的激光器（1）输出激光的主光轴与所述的平面反射镜（8）前表面的法线的夹角为45°。