1.一種基于時(shí)空聯(lián)合調(diào)制和MZI光波導(dǎo)陣列的成像光譜儀,其特征在于:包括前置鏡(1)以及一層干涉光譜儀芯片(3)或者多層干涉光譜儀芯片(3)相層疊而成的三維芯片(8),每層干涉光譜儀芯片(3)包括主要由模斑轉(zhuǎn)換器陣列(4)、MZI陣列(5)和探測(cè)器陣列(6)依次連接而成的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu),MZI陣列(5)由N個(gè)具有不同干涉臂差的MZI平行排列而成,每個(gè)MZI有輸入端口,所有MZI有N個(gè)等間隔排列的輸入端口,N個(gè)輸入端口在前置鏡(1)的成像像面上接收平行于推掃圖像區(qū)域上同一排或列的N個(gè)像元信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于時(shí)空聯(lián)合調(diào)制和MZI光波導(dǎo)陣列的成像光譜儀,其特征在于:所述的一干涉光譜儀芯片(3)中,模斑轉(zhuǎn)換器陣列(4)包括N個(gè)模斑轉(zhuǎn)換器,MZI陣列(5)包括N個(gè)MZI,探測(cè)器陣列(6)包括N個(gè)探測(cè)器,模斑轉(zhuǎn)換器經(jīng)各自對(duì)應(yīng)的MZI與各自對(duì)應(yīng)的探測(cè)器連接形成N組用于像元采集的光波導(dǎo);所述的模斑轉(zhuǎn)換器陣列(4)中的每個(gè)模斑轉(zhuǎn)換器的輸入端口對(duì)準(zhǔn)前置鏡中心(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一所述的一種基于時(shí)空聯(lián)合調(diào)制和MZI光波導(dǎo)陣列的成像光譜儀,其特征在于:包括前置鏡(1)、一層干涉光譜儀芯片(3)和壓電馬達(dá)(2),一層干涉光譜儀芯片(3)置于前置鏡(1)的成像像面上,壓電馬達(dá)(2)連接干涉光譜儀芯片(3),壓電馬達(dá)(2)控制沿成像像面的列方向平行移動(dòng);
模斑轉(zhuǎn)換器陣列(4)中各個(gè)模斑轉(zhuǎn)換器的輸入端口對(duì)準(zhǔn)接收成像像面上沿排方向的各個(gè)像元的光信號(hào),MZI陣列(5)中MZI間的輸入端口間距與成像像面沿排方向的像元間的間距相同;
干涉光譜儀芯片(3)沿著成像像面的列方向通過(guò)壓電馬達(dá)(2)控制其運(yùn)動(dòng),使得干涉光譜儀芯片(3)分別對(duì)準(zhǔn)成像像面不同排的像元進(jìn)行掃描,從而使得一個(gè)成像周期內(nèi)接收成像像面全部的像元信號(hào);
成像像面的排方向平行于推掃方向,列方向垂直于推掃方向,下一個(gè)成像周期沿推掃方向移動(dòng)一個(gè)像元距離再次進(jìn)行掃描,從而使得所針對(duì)圖像采集對(duì)象的每個(gè)像元位置均經(jīng)過(guò)多個(gè)成像周期在全視場(chǎng)被成像接收,每次經(jīng)過(guò)不同干涉臂差的MZI,獲得完整的干涉圖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一所述的一種基于時(shí)空聯(lián)合調(diào)制和MZI光波導(dǎo)陣列的成像光譜儀,其特征在于:包括前置鏡(1)、由多片相同的干涉光譜儀芯片(3)層疊粘接形成的三維芯片(8),三維芯片(8)置于前置鏡(1)的成像像面上,每片干涉光譜儀芯片(3)中有N個(gè)干涉臂差不同的MZI陣列(5);
一片干涉光譜儀芯片(3)的模斑轉(zhuǎn)換器陣列(4)中各個(gè)模斑轉(zhuǎn)換器的輸入端口對(duì)準(zhǔn)接收成像像面上沿排方向的各個(gè)像元的光信號(hào),MZI陣列(5)中MZI間的輸入端口間距與成像像面沿排方向的像元間的間距相同;
三維芯片(8)的多片干涉光譜儀芯片(3)層疊方向?qū)?zhǔn)接收成像像面上沿列方向的各個(gè)像元的光信號(hào),干涉光譜儀芯片(3)之間對(duì)應(yīng)的輸入端口的間距與成像像面沿列方向的像元間的間距相同;
三維芯片(8)上各個(gè)模斑轉(zhuǎn)換器構(gòu)成對(duì)準(zhǔn)成像像面上各個(gè)像元信號(hào)的一平面,從而使得三維芯片(8)一個(gè)成像周期內(nèi)接收成像像面全部的像元信號(hào);
成像像面的排方向平行于推掃方向,列方向垂直于推掃方向,下一個(gè)成像周期沿推掃方向移動(dòng)一個(gè)像元距離再次進(jìn)行掃描,從而使得所針對(duì)圖像采集對(duì)象的每個(gè)像元位置均經(jīng)過(guò)多個(gè)成像周期在全視場(chǎng)被成像接收,每次經(jīng)過(guò)不同干涉臂差的MZI,獲得完整的干涉圖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一所述的一種基于時(shí)空聯(lián)合調(diào)制和MZI光波導(dǎo)陣列的成像光譜儀,其特征在于:包括前置鏡(1)、由多片干涉光譜儀芯片(3)層疊粘接形成的三維芯片(8),三維芯片(8)置于前置鏡(1)的成像像面上,每片干涉光譜儀芯片(3)中有干涉臂差均相同的MZI陣列(5),各片干涉光譜儀芯片(3)的MZI陣列(5)的干涉臂差均不相同;
一片干涉光譜儀芯片(3)的模斑轉(zhuǎn)換器陣列(4)中各個(gè)模斑轉(zhuǎn)換器的輸入端口對(duì)準(zhǔn)接收成像像面上沿列方向的各個(gè)像元的光信號(hào),MZI陣列(5)中MZI間的輸入端口間距與成像像面沿排方向的像元間的間距相同;
三維芯片(8)的多片干涉光譜儀芯片(3)層疊方向?qū)?zhǔn)接收成像像面上沿排方向的各個(gè)像元的光信號(hào),干涉光譜儀芯片(3)之間對(duì)應(yīng)的輸入端口的間距與成像像面沿列方向的像元間的間距相同;
三維芯片(8)上各個(gè)模斑轉(zhuǎn)換器構(gòu)成對(duì)準(zhǔn)成像像面上各個(gè)像元信號(hào)的一平面,從而使得三維芯片(8)一個(gè)成像周期內(nèi)接收成像像面全部的像元信號(hào);
成像像面的排方向平行于推掃方向,列方向垂直于推掃方向,下一個(gè)成像周期沿推掃方向移動(dòng)一個(gè)像元距離再次進(jìn)行掃描,從而使得所針對(duì)圖像采集對(duì)象的每個(gè)像元位置均經(jīng)過(guò)多個(gè)成像周期在全視場(chǎng)被成像接收,每次經(jīng)過(guò)不同干涉臂差的MZI,獲得完整的干涉圖。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于時(shí)空聯(lián)合調(diào)制和MZI光波導(dǎo)陣列的成像光譜儀,其特征在于:所述的MZI陣列(5)中所有MZI的干涉臂差從零開始依次以等差數(shù)列方式遞增,使得各個(gè)MZI中經(jīng)過(guò)的光信號(hào)相干涉,然后被芯片上的探測(cè)器陣列各自對(duì)應(yīng)的探測(cè)器接收。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于時(shí)空聯(lián)合調(diào)制和MZI光波導(dǎo)陣列的成像光譜儀,其特征在于:所述的MZI陣列(5)中所有MZI的干涉臂差從零開始依次以等差數(shù)列方式遞增,使得各個(gè)MZI中經(jīng)過(guò)的光信號(hào)相干涉,然后被芯片上的探測(cè)器陣列各自對(duì)應(yīng)的探測(cè)器接收。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于時(shí)空聯(lián)合調(diào)制和MZI光波導(dǎo)陣列的成像光譜儀,其特征在于:各片所述干涉光譜儀芯片(3)的所有MZI陣列(5)的干涉臂差從零開始依次以等差數(shù)列方式遞增,使得經(jīng)過(guò)的光信號(hào)相干涉后被芯片上的探測(cè)器陣列各自對(duì)應(yīng)的探測(cè)器接收。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于時(shí)空聯(lián)合調(diào)制和MZI光波導(dǎo)陣列的成像光譜儀,其特征在于:所述的MZI陣列(5)的每根輸入波導(dǎo)1×2耦合器后,再經(jīng)Y分支結(jié)構(gòu)或者多模干涉器結(jié)構(gòu)的2×1耦合器合路后與各自對(duì)應(yīng)的輸出波導(dǎo)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于時(shí)空聯(lián)合調(diào)制和MZI光波導(dǎo)陣列的成像光譜儀,其特征在于:所述MZI陣列(5)采用大截面脊型單模波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。