[发明专利]基于液晶调制不稳定性的弱光图像重构装置及方法

权利要求书

1.基于液晶调制不稳定性的弱光图像重构装置，其特征在于：包括激光器(1)；在激光器(1)的出射光路上设置有分束镜(2)；

分束镜(2)将入射至其上的光束分为两路：一路上依次设置有衰减器(3)、分辨率板(4)和第二反射镜(5)；另一路上设置有第一反射镜(6)；

第一反射镜(6)的反射光路上依次设置有聚焦透镜(7)、散射器(8)、准直透镜(9)、合束镜(10)、向列相液晶盒(11)、成像透镜(12)和CCD探测器(13)；

所述合束镜(10)同时还位于所述第二反射镜(5)的反射光路上；

所述散射器(8)可在垂直于其所在光路的平面内匀速转动，转动速度最低为每秒1000转；所述散射器(8)在聚焦透镜(7)与准直透镜(9)之间的位置可调；

所述向列相液晶盒(11)上外加有调节电压。

2.根据权利要求1所述的基于液晶调制不稳定性的弱光图像重构装置，其特征在于：所述聚焦透镜(7)和准直透镜(9)的焦距相等。

3.根据权利要求1所述的基于液晶调制不稳定性的弱光图像重构装置，其特征在于：所述散射器(8)为毛玻璃。

4.根据权利要求1所述的基于液晶调制不稳定性的弱光图像重构装置，其特征在于：所述向列相液晶盒(11)为E7液晶，厚度为330μm，其寻常光折射率n_⊥＝1.53，非常光折射率n_∥＝1.77，低频段介电常数ε_⊥＝5.1、ε_∥＝19.6，平均介电常数K_N＝10^-11N。

5.根据权利要求1-4任一所述的基于液晶调制不稳定性的弱光图像重构装置，其特征在于：第二反射镜(5)的入射面上镀有与激光器(1)出射光束相同波长的高反膜。

6.根据权利要求1-4任一所述的基于液晶调制不稳定性的弱光图像重构装置，其特征在于：所述向列相液晶盒(11)上加的调节电压为3.8V。

7.利用权利要求1-6任一所述的弱光图像重构装置进行弱光图像重构的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、激光器(1)发出532nm偏振为x轴方向的连续光经扩束、准直后进入分束镜(2)；定义垂直于向列相液晶盒(11)的两个平行的玻璃板(111)的方向为x轴方向；

步骤2、分束镜(2)将光束分为两路：第一路光束经衰减器(3)衰减后，将光强稳定在0.8×10³W/cm²～2.2×10³W/cm²后，再穿过分辨率板形成相干的图像信号，最后由第二反射镜反射后进入合束镜(10)；第二路光束经第一反射镜(6)反射后，先由聚焦透镜(7)聚焦在散射器(8)上，经散射器(8)散射形成非相干噪声信号后，再由准直透镜(9)进行准直后，最终入射至合束镜(10)上；

步骤3、两路光束经合束镜(10)合束后，入射至向列相液晶盒(11)中，两路光束再向列相液晶盒(11)中发生非线性耦合，使非相干噪声能量部分转移至信号能量中；

步骤4、向列相液晶盒(11)输出的光信号通过成像透镜(12)成像于CCD探测器(13)上；

步骤5、采集并保存CCD探测器(13)的输出图像。

8.根据权利要求7所述的弱光图像重构装置进行弱光图像重构的方法，其特征在于：还包括步骤6、利用平均化或阈值化法对CCD探测器(13)的输出图像进行处理。

9.根据权利要求7或8所述的弱光图像重构装置进行弱光图像重构的方法，其特征在于：在所述步骤5之前，调节外加在向列相液晶盒(11)的两个平行的玻璃板(111)上的电压，使成像于CCD探测器(13)上的图像更清晰。

10.根据权利要求7或8所述的弱光图像重构装置进行弱光图像重构的方法，其特征在于：步骤2中，将光强稳定在1.4×10³W/cm²。