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申请/专利权人：北京理工大学

摘要：本发明公开的基于光谱降维和集成成像的多光谱场景生成装置及方法，属于光电信息技术领域。本发明的多光谱场景生成装置，主要由多或高光谱光源生成模块、波长‑区域映射模块、合像模块、光学投影模块组成。本发明将一宽谱光源分光成单波长光后，将激光信号的不同波长信息与空间光调制器的不同区域建立映射关系，在空间光调制器上形成单波长图像，再将各单波长图像在空间中叠加成像，合成一副多或高光谱图像，实现多或高光谱光源的成像；所成的像经投影系统投射到被测多或高光谱成像设备的接收光学系统，完成多或高光谱场景的生成。本发明能够应用于多或高光谱成像系统的性能测试以及对多或高光谱成像制导系统的半实物仿真试验。

主权项：1.基于光谱降维和集成成像的多光谱场景生成装置，其特征在于：主要由多或高光谱光源生成模块、波长-区域映射模块、合像模块、光学投影模块组成；所述多或高光谱光源生成模块用于生成多或高光谱场景模拟所需要的不同波长的光信号，即产生不同波长的光信号基元集合，用λk表示第k个光信号的波长，光信号的总数为A；将产生的光信号分别耦合进A条光纤中，所述A条光纤的出射端面排列为M×N的二维阵列，其中M×N＝A；每根光纤的芯径为d，相邻光纤中心的间距为L，则光纤阵列的出射端面的横向尺寸为M-1×L+d，纵向尺寸为N-1×L+d，对角线长度为： 所述的波长-区域映射模块由照明镜组和空间光调制器构成；空间光调制器上的“区域”个数与多或高光谱场景所需要的细分波长的数量A相同，整个空间光调制器平面被划分为A块子区域，所述子区域被称为单波长图像生成单元，通过灰度图像编程控制A个单波长图像生成单元内各像元的透光率，相邻单波长图像生成单元之间留有用于防信号串扰的间隔；照明镜组把不同波长光信号分别引导至空间光调制器表面的不同的单波长图像生成单元，令空间光调制器表面的每个单波长图像生成单元被一个特定波长的光信号照亮；由于光纤具有匀光作用，因此每根光纤的出射端面光强分布较为均匀，照明镜组以成像的方式将多或高光谱光源生成模块的光纤阵列出射端面成像至空间光调制器表面，即实现不同单波长图像生成单元的均匀照明，对于照明镜组来说，物面为多或高光谱光源生成模块的光纤阵列出射端面，像面为空间光调制器；空间光调制器被划分为A个单波长图像生成单元，每个单波长图像生成单元的有效区域包含p×q个像元，因此空间光调制器的像元数量至少为p×q×A，相邻单波长图像生成单元之间还需要留有间隔防止信号串扰，这些间隔也会占用一部分空间光调制器像元；单波长图像生成单元是一个正方形，包含P×Q个像元，单波长图像生成单元内的照明光斑是一个圆形，内切于单波长图像生成单元，单波长图像生成单元的有效区域是一个矩形，内接于照明光斑，包含p×q个像元；满足以下条件调制的有效区域才能全部落在单波长图像生成单元的像素内： 所述的合像模块由微透镜阵列和合像镜组构成，空间光调制器位于微透镜阵列的物方焦面上，每个微透镜对应一个单波长图像生成单元；微透镜用于将对应的单波长图像生成单元上的光信号准直成平行光，从而保证每组通道准直后的光束具有相同的视场角；合像镜组将准直后不同波长的单波长图像在空间中叠加成像到合像平面上，合成一副多或高光谱图像，该多或高光谱图像的每个像素来自不同的光谱切片，通过控制空间光调制器显示的单波长图像，调控合成图像每个像素的光谱曲线；所述投影模块将合成像面上的多或高光谱图像投影至被测多或高光谱成像设备接收光学系统的入瞳，投影模块的出瞳与接收光学系统的入瞳的重合；通过投影模块实现多或高光谱场景的生成。

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