編碼孔徑

編碼孔徑是一種通過特定編碼方式記錄光場信息的技術手段，在計算光學中具有重要套用。其技術原理基於對光場物理屬性的空間和時間維度分布特性進行編碼，廣泛套用於光場相機、光譜成像和中子成像等領域。在光場相機發展歷程中，編碼孔徑作為微透鏡陣列的前身，推動了光場獲取技術的進步。隨著深度學習技術的引入，編碼孔徑系統在光譜重建效率上得到顯著提升。此外，中子編碼孔徑成像技術在核安全等領域展現出獨特優勢。

基本介紹

• 發布時間：2019年 
• 發布機構：全國科學技術名詞審定委員會 
• 技術類型：成像技術 
• 編碼方式：振幅編碼、相位編碼、波長編碼 
• 套用領域：核安全檢測 

技術原理與發展

編碼孔徑技術通過物理結構對入射光場進行空間調製，實現光場信息的壓縮記錄與重建。在光場相機套用中，該技術通過特定掩模圖案捕捉光線方向信息，突破了傳統相機二維成像的限制。隨著計算光學發展，編碼孔徑系統與壓縮感知算法結合，形成了新型光譜成像技術框架。截至2024年，中子編碼孔徑成像技術通過均勻冗餘陣列等編碼方式，實現了特殊核材料的高精度定位。

主要編碼形式

振幅編碼

採用編碼孔徑（振幅掩模）和光柵元件對物體進行調製，形成壓縮感知光譜成像系統的核心組件。這類系統通過深度學習算法替代傳統疊代重建方法，顯著提高了運算效率。

相位編碼

利用衍射光學元件實現光場調製，具有光能損失小、系統緊湊的特點。該編碼形式在攜帶型光譜儀設計中展現出獨特優勢。

中子編碼

採用非冗餘陣列等編碼結構，通過準直器與解碼算法實現中子三維成像。該技術自1968年提出以來，已成為核材料檢測領域的關鍵手段。

套用場景

在光場成像領域，編碼孔徑技術實現了從多視角圖像到光場數據的過渡。在光譜成像方向，振幅編碼系統（CASSI）結合深度學習形成了新型計算光譜架構。在核科學技術中，中子編碼孔徑成像技術被套用於核反恐裝備和核電站安全監測。