[发明专利]抗干扰的亚散粒噪声弱吸收目标量子成像装置和成像方法

摘要

本发明公开了一种抗干扰的亚散粒噪声弱吸收目标量子成像方法，其主要思路为激光器1产生激光脉冲，并使之依次经过望远镜2、半波片3、BBO晶体4，产生信号光束和闲置光束，该信号光束依次经过高通全反镜5、透镜6、第一正交极化选择片7和窄带滤波片9，得到经过窄带滤波片9的有用信号光束；闲置光束依次经过高通全反镜5、透镜6、第二正交极化选择片8和窄带滤镜10，得到经过窄带滤镜10的有用闲置光束，电荷耦合设备12分别探测透过待成像目标11的有用信号光束和经过窄带滤镜10的有用闲置光束并得到有效信号光束和有效闲置光束，信号处理模块13根据该有效信号光束和有效闲置光束得到待成像目标11的量子成像结果。

主权项

一种抗干扰的亚散粒噪声弱吸收目标量子成像方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，激光器(1)用于产生中心波长为αnm的激光脉冲，并使之经过望远镜(2)，得到压缩后的激光脉冲，再将该压缩后的激光脉冲经过半波片(3)，得到水平偏振状态下的压缩后的激光脉冲，再将该水平偏振状态下的压缩后的激光脉冲与BBO晶体(4)进行下参量转换处理，得到信号光束和闲置光束；步骤2，高通全反镜（5）分别将信号光束和闲置光束中中心波长为αnm的光束依次沿BBO晶体(4)、半波片(3)、望远镜(2)、激光器(1)的路径返回，然后使用透镜(6)对信号光束中除去中心波长为αnm的剩余信号光束和闲置光束中除去中心波长为αnm的剩余闲置光束分别进行傅里叶变换；步骤3，第一正交极化选择片(7)对傅里叶变换后的除去中心波长为αnm的剩余信号光束中的极化状态进行选择，得到经过第一正交极化选择片(7)的剩余信号光束；同时第二正交极化选择片(8)对傅里叶变换后的除去中心波长为αnm的剩余闲置光束中的极化状态进行选择，得到经过第二正交极化选择片(8)的剩余闲置光束；步骤4，窄带滤波片（9）滤除经过第一正交极化选择片(7)的傅里叶变换后的除去中心波长为αnm的剩余信号光束中的背景杂散光，得到经过窄带滤波片(9)的有用信号光束；窄带滤镜(10)滤除经过第二正交极化选择片(8)的傅里叶变换后的除去中心波长为αnm的剩余闲置光束中的背景杂散光，得到经过窄带滤镜(10)的有用闲置光束；经过窄带滤波片(9)的有用信号光束照射待成像目标(11)，得到透过待成像目标(11)的有用信号光束的同时，对应得到经过窄带滤镜(10)的有用闲置光束，并将该透过待成像目标(11)的有用信号光束和经过窄带滤镜(10)的有用闲置光束分别发送至电荷耦合设备（12）；步骤5，电荷耦合设备（12）分别用于探测透过待成像目标(11)的有用信号光束和经过窄带滤镜(10)的有用闲置光束，分别得到电荷耦合设备(12)探测到的有效信号光束和电荷耦合设备(12)探测到的有效闲置光束，并分别发送至信号处理模块(13)；其中，在步骤5中，所述电荷耦合设备(12)探测到的有效信号光束和电荷耦合设备(12)探测到的有效闲置光束，该电荷耦合设备(12)包含300×300个物理像素单元，首先将电荷耦合设备(12)中300×300个物理像素单元重新进行划分，使得电荷耦合设备(12)中每一个新物理像素单元包含N×N个物理像素单元，得到电荷耦合设备(12)中个新物理像素单元，然后使用电荷耦合设备(12)中个新物理像素单元分别用于 探测透过待成像目标(11)的有用信号光束和经过窄带滤镜(10)的有用闲置光束，即M次透过待成像目标(11)的有用信号光束X1300×300～XM300×300和对应M次经过窄带滤镜(10)的有用闲置光束Y1300×300～YM300×300，分别得到电荷耦合设备(12)探测到的有效信号光束和电荷耦合设备(12)探测到的有效闲置光束，电荷耦合设备(12)探测到的有效信号光束可以表示为对应电荷耦合设备(12)探测到的有效闲置光束可以表示为N＜300且为能被300整除的自然数；步骤6，信号处理模块(13)对电荷耦合设备(12)探测到的有效信号光束和电荷耦合设备(12)探测到的有效闲置光束进行待成像目标(11)的量子成像，最终得到待成像目标(11)的量子成像结果；其中，在步骤6中，所述得到待成像目标(11)的量子成像结果，其具体子步骤为：6.1)经过窄带滤波片(9)的有用信号光束第一次照射待成像目标(11)后，信号处理模块(13)分别接收电荷耦合设备(12)第一次探测到的有效信号光束和对应电荷耦合设备(12)第一次探测到的有效闲置光束然后分别提取和中的对关联像素对，再求取该对关联像素对中每一对关联像素对的协方差，并作为经过窄带滤波片(9)的有用信号光束第一次照射待成像目标(11)后得到的待成像目标(11)的灰度值；6.2)经过窄带滤波片(9)的有用信号光束第二次照射待成像目标(11)后，信号处理模块(13)分别接收电荷耦合设备(12)第二次探测到的有效信号光束和对应电荷耦合设备(12)第二次探测到的有效闲置光束然后分别提取和中的对关联像素对，再求取该对关联像素对中每一对关联像素对的协方差，并作为经过窄带滤波片(9)的有用信号光束第二次照射待成像目标(11)后得到的待成像目标(11)的灰度值；重复此过程，直到经过窄带滤波片(9)的有用信号光束第M次照射待成像目标(11)后，信号处理模块(13)分别接收电荷耦合设备(12)第M次探测到的有效信号光束和对应电荷耦合设备(12)第M次探测到的有效闲置光束然后分别提取和中的对关联像素对，再求取该对关联像素对中每一对关联像素对的协方差，并作为经过窄带滤波片(9)的有用信号光束第M次照射待成像目标(11)后得到的待成像目标(11)的灰度值；6.3)计算经过窄带滤波片(9)的有用信号光束M次照射待成像目标(11)后得到的待成像目标(11)的对灰度值的平均值，进而得到待成像目标(11)的量子成像结果。