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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115079203A(43)申请公布日2022.09.20(21)申请号202210557665.7(22)申请日2022.05.19(71)申请人中国科学院西安光学精密机械研究所地址710119陕西省西安市高新区新型工业园信息大道17号(72)发明人张宁卢孝强屈博赵明帆(74)专利代理机构西安智邦专利商标代理有限公司61211专利代理师倪金荣(51)Int.Cl.G01S17/894(2020.01)G01S7/481(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种非视域成像系统及成像方法(57)摘要本发明提供的一种非视域成像系统及成像方法,用以解决目前基于飞行时间的非视域成像技术存在的光能利用率低及信噪比低的技术问题。本系统包括偏振激光器、偏振分束器、法拉第旋光器、电控扫描模块、中介面、探测器及采集处理单元;偏振分束器、法拉第旋光器、电控扫描模块、中介面依次位于激光出射光路上;中介面用于将激光散射到达待测目标,经待测目标反射后返回;中介面、电控扫描模块、法拉第旋光器、偏振分束器以及探测器依次位于待测目标的返回光路上;采集处理单元分别与偏振激光器及探测器电连接。本方法通过偏振光配合偏振分束器,使入射光和返回光在经过偏振分束器后全部反射或透射,有效减少了系统的光能损失。CN115079203ACN115079203A权利要求书1/2页1.一种非视域成像系统,其特征在于:包括偏振激光器(1)、偏振分束器(2)、法拉第旋光器(3)、电控扫描模块(4)、中介面(5)、探测器(7)及采集处理单元;所述偏振分束器(2)、法拉第旋光器(3)、电控扫描模块(4)、中介面(5)依次位于偏振激光器(2)的激光出射光路上;所述中介面(5)用于将激光散射,在障碍物(8)的遮挡下部分散射光到达待测目标(6),再经待测目标(6)反射后返回;所述中介面(5)、电控扫描模块(4)、法拉第旋光器(3)、偏振分束器(2)以及探测器(7)依次位于待测目标(6)的返回光路上;所述采集处理单元分别与偏振激光器(1)、探测器(7)电连接。2.一种非视域成像方法,基于权利要求1的非视域成像系统,其特征在于,包括以下步骤:1)调整偏振激光器(1)的出射光为竖直偏振态或水平偏振态;2)根据待测目标(6)和遮挡待测目标(6)的障碍物(8)的位置确定中介面(5),所述中介面(5)为位于待测目标(6)反射光路上的平面;3)发光过程:偏振激光器(1)的出射光入射至偏振分束器(2),经偏振分束器(2)进入法拉第旋光器(3),经法拉第旋光器(3)改变振动方向后,进入到电控扫描模块(4),通过电控扫描模块(4)控制光束传输方向并对中介面(5)进行扫描,光束到达中介面(5)后发生散射,部分光束传输至待测目标(6);收光过程:待测目标(6)对接收到的光束发生反射,到达中介面(5)后通过中介面(5)发生散射,部分光束经过电控扫描模块(4)到达法拉第旋光器(3),经法拉第旋光器(3)改变振动方向,成为水平偏振光或竖直偏振光,经偏振分束器(2)后到达探测器(7),探测器(7)进行光电转换;4)利用采集处理单元采集偏振激光器(1)发射的重复频率信号和探测器(7)发出的光子计数信号,获取光子飞行时间,进而反演进行光学图像复原和反射率复构,完成非视域的待测目标(6)成像。3.根据权利要求2所述的一种非视域成像方法,其特征在于:步骤1)中,当调整偏振激光器(1)的出射光为竖直偏振态时,步骤3)具体为:发光过程:偏振激光器(1)的出射光以竖直偏振态垂直入射至偏振分束器(2),经偏振分束器(2)全部反射进入法拉第旋光器(3),经法拉第旋光器(3)改变振动方向后,进入到电控扫描模块(4),通过电控扫描模块(4)控制光束传输方向并对中介面(5)进行扫描,光束到达中介面(5)后发生散射,部分光束传输至待测目标(6);收光过程:待测目标(6)对接收到的光束发生反射,到达中介面(5)后通过中介面(5)发生散射,部分光束经过电控扫描模块(4)到达法拉第旋光器(3),经法拉第旋光器(3)改变振动方向,成为水平偏振光,经偏振分束器(2)全部透射后到达探测器(7),探测器(7)进行光电转换。4.根据权利要求2所述的一种非视域成像方法,其特征在于:步骤1)中,当调整偏振激光器(1)的出射光为水平偏振态时,步骤3)具体为:发光过程:偏振激光器(1)的出射光以水平偏振态垂直入射至偏振分束器(2),经偏振2CN115079203A权利要求书2/2页分束器(2)全部透射进入法拉第旋光器(3),经法拉第旋光器(3)改变振动方向后,进入到电控扫描模块(4),通过电控扫描模块(4)控制光束传输方向并对中介面(5)进行扫描,光束到达中介面(5)后发生散射,部分