[发明专利]干涉成像系统

说明书

本申请公开了一种干涉成像系统，包括依次连接的光场离散部件、离散光场干涉部件以及图像重构部件。该光场离散部件包括至少一个线性微镜阵列，该线性微镜阵列包括多个微镜，多个微镜按照预设干涉基线设计方案两两配对构成微镜对，每个微镜对中两个微镜的间距为干涉基线长度，所述预设干涉基线设计方案，涵盖了长度为最短干涉基线长度整数倍数的全部干涉基线，因此，采用本方案中的干涉基线设计方案的干涉成像系统扩大了频域空间的覆盖面积，从而减少了频域信息的丢失，提高了重构图像的质量。

技术领域

本申请涉及微纳光电子集成领域，特别涉及一种干涉成像系统。

背景技术

传统光学望远镜的基本设计原理仍基于光学折射原理，通过透镜堆叠将观察对象放大。受传统光学成像原理的限制，基于折射的光学望远镜要想观测效果更好，只能将主透镜做的更大更笨重。干涉成像系统则由一系列微小的光电透镜单元(简称：微镜)以阵列组合在平面上，与传统的折射式光学望远镜不同，干涉成像系统利用“干涉测量法”基本原理，结构中既有微小的光学透镜阵列，也有电子元件参与分析，阵列中每个微透镜收集的光会互相干涉，通过电子元件分析干涉图形的振幅和相位，生成超高分辨率的图像。干涉成像系统能够像傻瓜相机一样记录成像，无需考虑焦距，对焦这些因素，能够将光学望远镜设计从光学透镜堆叠变革成微型光子集成芯片，同等成像质量的仪器能够大大缩小体积。

根据干涉成像系统的设计原理，获得高质量图像的关键在于获取物像在频域空间连续、完整的信息：低频部分描述物体轮廓，而高频部分对应图像细节。实践中，干涉成像系统的集成电路板上的微镜两两配对，每对的间距定义了干涉基线，其长度与空间频率成正比，因此能够获得的频域空间中的频率是离散的。受制于有限的微镜数目，在一块集成电路板上同时获得高、中、低频信息具有非常大的挑战。

现有技术中未对频率分布进行优化设计，因此在波长范围较窄时，频率空间中低频区将会出现空隙。针对此频率间隙，通过调整干涉基线的长度，在频谱宽度适中的情况下进行了修正，但窄波段成像问题仍然未解决。另一种方法中，为了获得最佳的图像质量，分析了特定物体在频域空间的强度分布，获得最重要的频率分布区间，然后反馈到设计，最后调整干涉基线长度来优化物体成像，但动态调整干涉基线长度的技术难度较大。

现有技术在单一波段时，只能实现部分干涉基线：均匀分布的基线设计方案中，每两个干涉基线之间就有一个干涉基线缺失，即干涉基线密度仅为最大密度的一半；而其它方案，大多采取侧重某一频段的方法来提高局部干涉基线密度，同时大幅降低其它频段的干涉基线密度。前者对频域的低密度覆盖不能获取最佳图片质量，而后者仅仅对特定的目标物体有效，缺少目标对象的普适性和应用的灵活性。因此，如何扩大频域空间的覆盖面积，减少频域信息的丢失以提高重构图像的质量，是本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种干涉成像系统，以扩大频域空间的覆盖面积，减少频域信息的丢失，提高重构图像的质量。

本申请提供一种干涉成像系统，包括：

依次连接的光场离散部件、离散光场干涉部件以及图像重构部件；

所述光场离散部件包括至少一个线性微镜阵列，所述线性微镜阵列包括多个微镜，所述多个微镜按照预设干涉基线设计方案两两配对构成微镜对，每个微镜对中两个微镜的间距为干涉基线长度；其中，所述预设干涉基线设计方案中包括长度为最短干涉基线长度整数倍数的全部干涉基线；

所述光场离散部件，用于通过所述至少一个线性微镜阵列采集目标物体的离散光场，并通过波导将所述离散光场传输至所述离散光场干涉部件；

所述离散光场干涉部件，用于将各微镜对中两个微镜采集的离散光场进行干涉，采集对应的干涉信息，并将所述干涉信息传输至所述图像重构部件；

所述图像重构部件，用于根据所述干涉信息重构所述目标物体的图像。