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原文传递常温运转的超高灵敏度中长波红外成像方法及成像系统

专利名称：	常温运转的超高灵敏度中长波红外成像方法及成像系统
摘要：	为了解决现有主流中长波红外成像技术中探测器存在较大的暗电流，难以满足中长波红外超灵敏探测的技术问题，本发明提供了一种常温运转的超高灵敏度中长波红外成像方法及成像系统。其中方法包括以下步骤：1)利用泵浦源输出的泵浦光对中长波红外图像进行频率变换和增强，得到高频近红外图像；其中，泵浦源输出的泵浦光产生近红外谐振相干光，中长波红外图像与近红外谐振相干光产生二阶非线性作用，对中长波红外图像进行频率变换和增强；2)采集并分析高频近红外图像，获取高频近红外图像的光学信息，所述光学信息包括光谱强度分布和波前相位；3)对高频近红外图像的光学信息进行转换，得到增强后的中长波红外图像信息。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	中国科学院西安光学精密机械研究所
发明人：	黄楠;刘红军;王昭路;池娇;张永斌
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-09T00:00:00+0800
申请号：	CN201910363548.5
公开号：	CN110108657A
代理机构：	西安智邦专利商标代理有限公司
代理人：	董娜
分类号：	G01N21/35(2014.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	710119 陕西省西安市高新区新型工业园信息大道17号
主权项：	1.一种常温运转的超高灵敏度中长波红外成像方法，其特征在于，包括以下步骤： 1)利用泵浦源(1)输出的泵浦光对中长波红外图像进行频率变换和增强，得到高频近红外图像；其中，泵浦源(1)输出的泵浦光产生近红外谐振相干光，中长波红外图像与近红外谐振相干光产生二阶非线性作用，对中长波红外图像进行频率变换和增强； 2)采集并分析高频近红外图像，获取高频近红外图像的光学信息，所述光学信息包括光谱强度分布和波前相位； 3)对高频近红外图像的光学信息进行转换，得到增强后的中长波红外图像信息。 2.一种常温运转的超高灵敏度中长波红外成像系统，其特征在于：包括泵浦源(1)、中长波成像系统(14)、频率变换像增强装置(15)、近红外图像采集分析装置(17)及数据处理装置(13)；所述频率变换像增强装置(15)用于接收中长波成像系统(14)输出的中长波红外图像和泵浦源(1)输出的泵浦光，并使泵浦源(1)输出的泵浦光对中长波红外图像进行频率变换和增强，得到高频近红外图像；所述近红外图像采集分析装置(17)接收并分析高频近红外图像，获得高频近红外图像的光学信息，所述光学信息包括光谱强度分布和波前相位；所述数据处理装置(13)用于将高频近红外图像进行转换，得到增强后的中长波红外图像信息。 3.根据权利要求2所述的常温运转的超高灵敏度中长波红外成像系统，其特征在于：所述频率变换像增强装置(15)包括晶体控制器(6)、谐振腔(16)和设置在谐振腔(16)内的激光晶体(3)、反射镜(4)、非线性晶体(5)和腔镜(7)；所述激光晶体(3)经泵浦源(1)激发后产生近红外谐振相干光，所述近红外谐振相干光和中长波红外图像分别经反射镜(4)透射或反射后，依次经非线性晶体(5)和腔镜(7)后，得到高频近红外图像并被近红外图像采集分析装置(17)接收；所述非线性晶体(5)与晶体控制器(6)连接，晶体控制器(6)用于控制非线性晶体(5)的温度和姿态。 4.根据权利要求3所述的常温运转的超高灵敏度中长波红外成像系统，其特征在于：所述中长波成像系统(14)包括设置在输出光路上的中长波红外窗片(12)和中长波红外成像透镜组(11)。 5.根据权利要求4所述的常温运转的超高灵敏度中长波红外成像系统，其特征在于：所述泵浦源(1)为泵浦激光器，泵浦光为线偏振，泵浦激光器的出射方向上设有光束耦合透镜(2)。 6.根据权利要求5所述的常温运转的超高灵敏度中长波红外成像系统，其特征在于：所述反射镜(4)的反射面为凹面，中长波红外图像透射反射镜(4)，近红外谐振相干光经反射镜(4)反射。 7.根据权利要求6所述的常温运转的超高灵敏度中长波红外成像系统，其特征在于：所述激光晶体(3)的入射面设有对泵浦光的增透膜和对近红外谐振光的高反膜；所述腔镜(7)的出射面设有高频近红外光的高透膜和近红外谐振相干光的反射膜。 8.根据权利要求2至7任一所述的常温运转的超高灵敏度中长波红外成像系统，其特征在于：所述近红外图像采集分析装置(17)包括近红外成像透镜组(8)、近红外滤波器(9)和图像采集装置(10)，高频近红外图像依次经过近红外成像透镜组(8)和近红外滤波器(9)后，成像到图像采集装置(10)上；所述图像采集装置(10)为CCD或IPD相机。 9.基于权利要求3至8任一所述常温运转的超高灵敏度中长波红外成像系统的成像方法，其特征在于，包括以下步骤： 1)频率变换像增强装置(15)接收中长波红外图像和泵浦光 1.1)使泵浦源(1)输出的泵浦光入射频率变换像增强装置(15)； 1.2)经泵浦光照射频率变换像增强装置(15)内的激光晶体(3)，在频率变换像增强装置(15)内部产生近红外谐振相干光； 1.3)使中长波红外图像和近红外谐振相干光同时入射至频率变换像增强装置(15)内的光学非线性晶体(5)，非线性晶体(5)接收中长波红外图像，与近红外谐振相干光产生二阶非线性作用，对中长波红外图像进行频率变换和增强，输出功率放大、频率变换到高频近红外图像； 2)采集分析高频近红外图像获取高频近红外图像的光学信息近红外图像采集分析装置(17)接收并分析高频近红外图像，获取高频近红外图像的光学信息，所述光学信息包括光谱强度分布和波前相位； 3)得到增强后的中长波红外图像信息使用数据处理装置(13)对高频近红外图像的光学信息进行转换，即可得到增强后的中长波红外图像信息。 10.根据权利要求9所述的成像方法，其特征在于，步骤3)得到增强后的中长波红外图像信息，具体步骤如下： 3.1)依据能量守恒定律计算高频近红外频率对应的中长波红外频率； 3.2)将近红外图像采集分析装置(17)采集的高频近红外图像的光学信息一一对应转换为中长波红外图像的光学信号。
所属类别：	发明专利