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基于少量回波光子重构目标反射率和距离图像的系统和方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2024-11-04 18:24:38

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 陈晓瑜 | 2024-11-04 18:24:38

基于少量回波光子重构目标反射率和距离图像的系统和方法,是一项突破性的光子成像技术成果。该技术通过高灵敏度的单光子探测器,在极低光子数条件下捕捉回波光子,并利用先进的统计分析和图像处理算法,精确重构出目标的反射率和距离图像。该成果的核心亮点在于其高精度、高效率与强适应性。即使在微弱信号环境下,系统也能稳定工作,准确提取目标信息。通过优化数据处理流程,该技术实现了快速响应,能够在短时间内完成大量光子数据的处理与图像重构。同时,该技术对不同距离、不同特性的目标均表现出良好的适应性,为多种应用场景提供了可靠的技术支持。此外,该成果在科研与实际应用领域均展现出巨大潜力。在微弱目标探测、远程遥感测绘等领域,该技术有望替代传统方法,实现更高效、更准确的成像与测量。在军事侦察、环境监测、生物医学成像等方面,该技术同样具有广阔的应用前景。

基于少量回波光子的目标反射率和距离图像重构技术,其成果亮点显著。首先,该技术突破了传统成像方法在光子数限制下的瓶颈,实现了在极低光子数条件下对目标的高精度成像。通过高灵敏度的单光子探测器和先进的算法,该技术能够在微弱信号中提取出目标的有效信息,极大地提高了成像的准确性和可靠性。其次,该技术具有高效的数据处理能力。通过优化数据处理流程,实现了对大量光子数据的快速响应和高效处理,能够在短时间内完成高质量的图像重构。这不仅提高了成像的实时性,也为多种应用场景下的快速成像提供了可能。此外,该技术还表现出强大的适应性和灵活性。无论是对不同距离的目标,还是对不同特性的目标,该技术均能表现出良好的成像效果。这使得该技术具有广泛的应用前景,可以应用于微弱目标探测、远程遥感测绘、军事侦察、环境监测等多个领域。最后,该技术的创新性也值得称道。它打破了传统成像技术的局限,为光子成像技术的发展开辟了新的方向。随着技术的不断成熟和完善,该技术有望在未来发挥更加重要的作用,为科学研究、工业应用、国防安全等领域带来更多的创新和突破。

一、军事侦察与国防安全

1. 隐蔽侦察:利用该技术可以在不被敌方发现的情况下,对远距离目标进行隐蔽侦察,获取目标的精确位置、形状和材质等信息。

2. 导弹制导:该技术可用于导弹的精确制导,通过实时获取目标的反射率和距离信息,提高导弹的打击精度。

3. 战场监测:在战场上,该技术可用于实时监测敌方动态,为指挥决策提供实时、准确的信息支持。

二、环境监测与资源勘探

1. 森林火灾监测:通过该技术可以实时监测森林火灾的发生和发展情况,为消防部门提供及时的火情信息。

2. 矿产资源勘探:利用该技术可以探测地下矿产资源的分布和储量,为矿产资源的开发和利用提供科学依据。

3. 环境监测:该技术可用于监测大气、水质等环境参数的变化,为环境保护提供数据支持。

三、生物医学成像

1. 生物组织成像:通过该技术可以对生物组织进行高分辨率成像,为医学研究和临床诊断提供有力支持。

2. 疾病诊断:该技术可用于疾病的早期诊断和监测,如癌症、心血管疾病等,提高疾病的诊断准确率。

四、工业检测与质量控制

1. 产品检测:利用该技术可以对产品进行高精度检测,如零件的尺寸、形状和材质等,提高产品质量和生产效率。

2. 生产线监控:该技术可用于生产线的实时监控,及时发现和解决生产过程中的问题,确保生产线的稳定运行。

五、其他领域

1. 考古学:通过该技术可以对古代文物进行非接触式成像,为考古研究和文物保护提供科学依据。

2. 航空航天:该技术可用于航天器的遥感和探测任务,获取地球和其他行星的详细地形和地质信息。

西安光机所设有超快光学与光子学、新型光子功能材料与器件、天基高分辨率可见光信息获取、干涉光谱成像、空间激光通信与全光交换、紫外及微光探测、高精度光学跟踪测量与瞄准、高速光电信息获取与处理、海洋光学等研究方向。设置光子科学与技术部、光电技术部、空天技术部、先进制造部四个研究部,共辖27个科研单元。有国家重点实验室1个,中国科学院重点实验室3个,陕西省、西安市重点实验室及工程中心10个。主办、出版国内一级学术期刊《光子学报》、国际期刊Ultrafast Science。  全所现有员工1085人,先后有5位专家当选为中国科学院、中国工程院院士,专业技术人才915人,副高以上人员占比47.7%。设有博士后流动站2个,博士点5个,硕士点4个,在学研究生600余人。  曾获国家科技进步奖10项,国家技术发明奖二等奖1项,国家自然科学二等奖1项,省部级科技奖25项(其中陕西省最高科技奖2项),中国科学院杰出成就奖4项,中国专利奖3项。

一、军事效益

1. 提升侦察能力:该技术能够在不被敌方发现的情况下,对远距离目标进行隐蔽侦察,显著提升军事侦察能力。

2. 增强导弹制导精度:通过实时获取目标的反射率和距离信息,该技术可大幅提高导弹的打击精度,增强军事打击能力。

3. 优化战场监测:该技术能够实时监测敌方动态,为指挥决策提供实时、准确的信息支持,有助于优化战场监测和指挥决策。

二、环境监测与资源勘探效益

1. 提高环境监测效率:该技术可用于实时监测大气、水质等环境参数的变化,提高环境监测的效率和准确性。

2. 促进资源勘探开发:利用该技术可以探测地下矿产资源的分布和储量,为矿产资源的开发和利用提供科学依据,促进资源勘探开发。

三、生物医学成像效益

1. 推动医学研究:该技术可以对生物组织进行高分辨率成像,为医学研究和临床诊断提供有力支持,推动医学研究的进步。

2. 提高疾病诊断准确率:该技术可用于疾病的早期诊断和监测,如癌症、心血管疾病等,提高疾病的诊断准确率,为患者提供更好的治疗方案。

四、工业检测与质量控制效益

1. 提升产品质量:利用该技术可以对产品进行高精度检测,如零件的尺寸、形状和材质等,提高产品质量和生产效率。

2. 优化生产线监控:该技术可用于生产线的实时监控,及时发现和解决生产过程中的问题,确保生产线的稳定运行,优化生产流程。

五、经济效益与社会效益

1. 促进科技创新:该技术的研发和应用将推动光子成像技术的创新和发展,为相关领域的科技进步提供有力支持。

2. 带动产业发展:随着该技术的不断成熟和应用范围的扩大,将带动相关产业的发展,如光学仪器、电子设备等制造业,以及环境监测、资源勘探、生物医学等领域的服务业。

3. 提升社会福祉:该技术在环境监测、疾病诊断等领域的应用将有助于提高人们的生活质量和健康水平,提升社会福祉。

科研成果持有者将科技成果作为合作的基础和条件,与其他企业、研究机构或个人共同开展科技成果转化活动。