[发明专利]一种新型剪切光束成像系统及目标图像获取方法

说明书

本申请公开了一种新型剪切光束成像系统及目标成像获取方法，其中，所述新型剪切光束成像系统将傅里叶相位提取技术应用到传统剪切光束成像技术中，从而使去除传统剪切光束成像系统中的光束移频和条纹解调这两个步骤成为可能，进而实现简化剪切光束成像系统的结构、提高成像信噪比和降低图像重构算法的复杂度的目的，极大提高了剪切光束成像系统的性能并利于其工程化实现。

技术领域

本申请涉及光学成像技术领域，更具体地说，涉及一种新型剪切光束成像系统及目标图像获取方法。

背景技术

对远距离运动目标(例如飞机、卫星或导弹等)的监视与识别技术，对民航调度、安全预警、军事侦察等领域都有着重要意义。目前的远距离成像技术主要分为被动远距离成像和主动远距离成像两种。被动远距离成像是利用自然光源的照射以实现对探测目标进行观测的技术，也是最早被采用的成像技术。然而被动远距离成像对自然光源、太阳与地球的相对位置和天光背景等环境因素有较强的依赖性，难以做到对探测目标的全天时观测。主动远距离成像采用人造光源(一般为激光源)照射以实现对探测目标的成像，受上述环境因素的影响较小，是被动成像无法工作时段的强有力的替代技术。

主动远距离成像领域中包含了多种不同理念的成像技术，其中剪切光束成像因其高分辨力、内在对大气湍流的免疫性以及可瞬态成像等优点成为对远距离运动目标成像的具有较大竞争力的主动成像技术。

截至目前，国内外公开发表的文献中关于剪切光束成像系统的描述均包含对发射光束进行移频和对接收条纹场进行解调的装置，以实现区分两个正交方向的干涉条纹所包含的目标特征信息，准确提取两个正交方向的相位信息，从而实现重构目标图像的目的；但是由于对发射光束进行移频和对接收条纹场进行解调的装置的存在，导致现有技术中的剪切光束成像系统存在结构较为复杂和对探测激光的能量利用率较低的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种新型剪切光束成像系统及目标图像获取方法，以实现简化剪切光束成像系统结构，提高探测激光的能量利用率的目的。

为实现上述技术目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种新型剪切光束成像系统，包括：激光发射模块和成像模块；其中，所述激光发射模块包括：激光器、分光单元、扩束单元和指向单元；所述成像模块包括：探测器阵列和计算单元；其中，

所述激光器用于出射探测激光；

所述分光单元用于将所述探测激光分束为第一激光、第二激光和第三激光；

所述指向单元用于对所述第一激光、第二激光和第三激光进行整形并压缩发散角后向所述指向单元出射；

所述指向单元用于将从所述指向单元出射的第一激光、第二激光和第三激光向探测目标发射；

所述探测器阵列用于接收由探测目标反射的第一激光、第二激光和第三激光回波彼此相干叠加而形成的整体剪切干涉图；

所述计算单元用于基于傅里叶相位提取技术，根据所述整体剪切干涉图获取目标图像。

可选的，所述探测器阵列接收由探测目标反射的第一激光、第二激光和第三激光回波彼此相干叠加而形成的整体剪切干涉图具体用于，

接收第一剪切干涉图、第二剪切干涉图和第三剪切干涉图，并获得由所述第一剪切干涉图、第二剪切干涉图和第三剪切干涉图混叠形成的整体剪切干涉图，其中，所述第一剪切干涉图由所述第一激光和第二激光相干叠加形成，所述第二剪切干涉图由第二激光和第三激光相干叠加形成，所述第三剪切干涉图由第一激光和第三激光相干叠加形成。

可选的，所述计算单元基于傅里叶相位提取技术，根据所述整体剪切干涉图获取目标图像具体用于，

将每次接收的整体剪切干涉图进行成像处理，以获得散斑目标图像；