[发明专利]一种液晶基图像与波前双模电调成像探测芯片

摘要

本发明公开了一种液晶基图像与波前双模电调成像探测芯片，包括液晶微光学结构、面阵可见光探测器和驱控预处理模块；液晶微光学结构在时序加电态下为面阵电控液晶微透镜；面阵可见光探测器被面阵电控液晶微透镜依其阵列规模划分成多个子面阵可见光探测器，每单元电控液晶微透镜与一个子面阵可见光探测器对应，构成测量波前模态；液晶微光学结构在时序断电态下为延迟入射波束的液晶相位板，它与面阵可见光探测器构成成像模态。本发明的一种液晶基图像与波前双模电调成像探测芯片基于时序电信号捕获目标的出射波前与高像质平面图像，探测效能高，使用方便，易与常规成像光学系统耦合。

主权项

1.一种液晶基图像与波前双模电调成像探测芯片，包括液晶微光学结构、面阵可见光探测器和驱控预处理模块，其特征在于，所述面阵可见光探测器依照面阵电控液晶微透镜的阵列规模，被划分成多个阵列分布的子面阵可见光探测器，每个子面阵可见光探测器包括数量和排布方式相同的多个阵列分布的光敏元；所述面阵电控液晶微透镜与所述面阵可见光探测器匹配耦合，每单元电控液晶微透镜与一个子面阵可见光探测器对应，二者构成波前测量模态下的一个子平面波前测量单元，其中，各单元电控液晶微透镜由幅度各异的电信号驱控；所述面阵电控液晶微透镜用于将目标光波离散成多个倾斜程度各异的子平面波前，并被进一步聚焦在与各液晶微透镜对应的子面阵可见光探测器的相应光敏元上；所述面阵可见光探测器用于将汇聚在各子面阵可见光探测器的相应光敏元上的聚焦光波转换成电信号；所述驱控预处理模块用于将各子面阵可见光探测器的光敏元的光电信号进行量化和校准，并通过解算各子面阵可见光探测器的光电信号所归属的光敏元位置数据，得到所对应的子平面波前的倾角数据，综合各子面阵可见光探测器的子平面波前的倾角数据及成像光学系统的折光汇聚数据，构建出目标波前数据并输出；所述液晶微光学结构在时序断电态下为延迟入射波束的液晶相位板；所述液晶相位板用于延迟目标光束相位并与面阵可见光探测器匹配耦合，构成成像模态下的微光学/光电成像探测结构；所述面阵可见光探测器用于将通过液晶相位板后最终汇聚在面阵可见光探测器上的聚焦光波转换成电信号；所述驱控预处理模块还用于将面阵可见光探测器的光敏元的光电信号归属到一个成像探测操作，通过对面阵可见光探测器的光电信号进行量化和校准处理，以得到目标的平面图像数据并输出；通过对所述液晶微光学结构进行时序加电或断电操作，完成测量波前模态与成像模态间的切换；在时序加电态下，所述液晶微光学结构为面阵电控液晶微透镜，由幅度各异的电信号驱控的液晶微透镜的光学聚焦能力不同，利用液晶微透镜的电调焦特性，通过调整特定子平面波波前被液晶微透镜所聚焦的光斑位置，使得因敌意或突发性环境或对抗性因素诱发的波前变动得到调整、校正甚至复原，提高测量波前的可靠性和环境适应性。