(57)【要約】      （修正有）【課題】所与の開口部の寸法および画像強度について、大幅に向上された画像の量子力学的に制限された解像度を達成するための超解像度モーダル撮像の方法およびデバイスを提供する。【解決手段】量子解像度モーダル撮像システムで使用する撮像アレイ２００は入射する放射２０１を受け入れるように提供される光学部品２０２（集合開口部）と、モード閉じ込め構造と、モード分離構造と、受け入れられた入射する放射の画像を構築するために、各々のモードのエネルギーレベルを測定するための複数のアレイ素子を有する少なくとも１つの光検知器２０５のアレイとを備える。【選択図】図２
2019213177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する放射を受け入れるように提供される光学部品と、
モード閉じ込め構造と、
モード分離構造と、
前記受け入れられた入射する放射の画像を構築するために、各々のモードのエネルギーレベルを測定するための複数のアレイ素子を有する少なくとも１つの検出器アレイと
を備える量子解像度モーダル撮像デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載のデバイスにおいて、前記検出器は前記入射する放射のエネルギー成分を捕捉するデバイス。
【請求項３】
請求項１に記載のデバイスにおいて、入力撮像アレイをさらに備えるデバイス。
【請求項４】
請求項１に記載のデバイスにおいて、出力アレイをさらに備えるデバイス。
【請求項５】
請求項１に記載のデバイスにおいて、入力撮像アレイと出力アレイとをさらに備えるデバイス。
【請求項６】
請求項１に記載のデバイスにおいて、１つまたは複数の光導波路が、入力撮像アレイの素子を出力アレイの素子に連結するデバイス。
【請求項７】
請求項１に記載のデバイスにおいて、前記モード分離構造は、前記受け入れられた入射する放射を複数のモードへと分離するように構成されるデバイス。
【請求項８】
請求項１に記載のデバイスにおいて、出力アレイは格子素子から成るデバイス。
【請求項９】
入射する放射を受け入れるように提供される光学部品と、
前記受け入れられた入射する放射を複数のモードへと分離するためのモード分離構造と、
前記受け入れられた入射する放射の画像を構築するために、各々のモードのエネルギーレベルを測定するための複数のアレイ素子を有する検出器アレイへとエネルギーを方向付けるための評価素子を伴う少なくとも１つの出力アレイと
を備える超解像度撮像デバイス。
【請求項１０】
請求項９に記載のデバイスにおいて、前記光学部品が開口部であるデバイス。
【請求項１１】
請求項９に記載のデバイスにおいて、入力ファイバが、前記光学部品から集められた前記放射を受け入れるデバイス。
【請求項１２】
請求項９に記載のデバイスにおいて、入力撮像アレイをさらに備えるデバイス。
【請求項１３】
請求項１２に記載のデバイスにおいて、前記入力撮像アレイは格子素子のアレイであるデバイス。
【請求項１４】
請求項９に記載のデバイスにおいて、前記検出器は中波赤外線検出器であるデバイス。
【請求項１５】
入射する放射を光学部品で受け入れるステップと、
前記入射する放射を複数のモードへと分離するステップと、
放射の各々のモードを、導波路を通じて入力撮像アレイ素子から出力アレイ素子へと送るステップと、
前記放射を前記出力アレイ素子から１つまたは複数の検出器アレイ素子へと方向付けるステップと
を含む量子解像度モーダル撮像方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法において、前記入射する放射を複数のモードへと分離するステップは、格子のアレイを使用して達成される方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の方法において、前記放射は、光導波路を通じて入力アレイ素子から出力アレイ素子へと移送される方法。
【請求項１８】
請求項１５に記載の方法において、前記検出器は前記出力アレイにおいて位置決めされる方法。
【請求項１９】
請求項１５に記載の方法において、前記放射は前記出力アレイから１つまたは複数の外部検出器アレイへと投射される方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載の方法において、前記放射の大きさおよび波長は、前記放射がどの検出器アレイ素子へと方向付けられるかを決定する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本開示は超解像度モーダル撮像に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]直接的な撮像が、画像の焦点を平面に合わせるための開口部を定める一連のレンズまたは鏡を用い、次にその平面への放射の局所的な強度または出力を測定または記録することで実行され得る。この種類の撮像システムの古典的な限界の結果として、つまり、レイリーの基準は、解像度の益々大きくなる天文学の探求において、大量の大きい直径の観測所をもたらしている。
【０００３】
[0003]超解像度が様々な他の技術の使用を通じて達成され得ることが示されている。これらの技術のうちの一部は、目標への入射干渉性放射を適用すること、メタマテリアルレンズ、ナノリソグラフィ構造を採用すること、または、顕微鏡の場合には、蛍光放射操作を用いることを含む。結果として、長く保持されてきたレイリーの基準は、直接的な撮像の技術の限界でしかない可能性がある。
【０００４】
[0004]直接的な撮像では、二次元平面における光子の計数が、電荷結合素子（ＣＣＤ）においてなど、検出器の局所的な位置のアレイで実行され得る。この技術の明らかな限界は、入射する放射の位相情報を利用するという失策であり、したがって情報が画像において失われる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】[0005]本開示の１つまたは複数の実施形態によるモーダル撮像システムでの使用のための単一の線形格子を示す図である。導波路のアレイが、一部の実施形態では同じく製作され得る。
【０００６】
【図２】[0006]本開示の１つまたは複数の実施形態によるモーダル撮像システムでの使用のための撮像アレイを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
[0007]前述したように、直接的な撮像は、レイリーの基準のため、制限された解像度とされてしまう。本開示で詳述されているように、撮像の代替の方法を利用することで、所与の開口部の寸法および画像強度について、大幅に向上された画像の量子力学的に制限された解像度を達成するための技術を提供できる。本明細書で記載されている装置および技術は、非干渉性放射を放出または反射する目標を良好に撮像し、そのため離れた対象物の撮像にうまく適合される。
【０００８】
[0008]レイリーの基準は、光学的開口部の有限寸法Ｄが、システムの角度解像力を制限する回折パターンを誘導することを述べている。２つの別々の離れた物理的対象物の場合、解像度の角度制限はθ＝１．２２λ／Ｄによって与えられる。しかしながら、モーダル撮像において、光子の計数が、位置に基づく代わりにモード毎に基づいて実行できる場合、システムの解像度は量子力学的に制限されることになり得る。
【０００９】
[0009]本開示は、実施において撮像の分野に幅広く適用することができ、それによって、放射は、例えば、開口部を通じて集められ、様々な光学部品を通じて焦点が合わせられると共に視準が合わせられ、導波路またはファイバなどのモード閉じ込め構造へと結合され得る。このようにして、幅広い様々な撮像装置を改善でき、それによって直接的な撮像の手法が取られ得る（例えば、放射の焦点を画像平面に合わせ、それによって放射の強度／出力が記録される）。
【００１０】
[0010]本開示は、複雑な光源が撮像され得る方法および装置を提供する。以前の手法では、２つの点光源の間の距離だけが決定され得る。しかしながら、本開示の実施形態は、Ｎ個の点光源の画像の移動が決定され得る方法および装置を提供できる。光源の画像は、開口部／レンズを通じて装置に入る入射する放射の画像から導かれ得る。
【００１１】
[0011]本開示は、完全な撮像が、入射する放射をそのモードへと分離するための機構（例えば、フォトニックランタンまたは光格子）を使用することに基づいて実現され得る記述を提供する。この文脈におけるモードとは、システムのエネルギー状態のうちの１つの空間的な閉じ込めの記述と見なされ得る。
【００１２】
[0012]本開示は、超解像度モーダル撮像が、入射する放射を受け入れる光学部品を有する装置を通じて達成され得る記述も提供する。装置は、受け入れられた入射する放射をモードへと分離するためのモード分離構造と、入力撮像アレイと、少なくとも１つの出力アレイと、受け入れられた入射する放射の画像を構築するために、各々のモードのエネルギーレベルを測定するための複数のアレイ素子を有する少なくとも１つの検出器アレイとをも備える。
【００１３】
[0013]一部の実施形態では、入力撮像アレイおよび／または出力アレイは格子素子から成り得る。格子素子を伴う出力アレイは、例えば、受け入れられた入射する放射の画像を構築するために、各々のモードのエネルギーレベルを測定するための複数のアレイ素子を有する検出器アレイへとエネルギーを方向付けてもよい。
【００１４】
[0014]装置は、一部の実施形態では、光学部品からの受け入れられた放射を集めるための入力ファイバも備える。これらの部品および他の部品は、本明細書でより詳細に説明されている。
【００１５】
[0015]同様に、本開示は、超解像度モーダル撮像のための方法の実施形態も含んでいる。１つの方法の実施形態は、入射する放射を光学部品で受け入れるステップと、入射する放射を複数のモードへと、格子のアレイを使用して分離するステップと、放射の各々のモードを、導波路を通じて入力撮像アレイ素子から出力アレイ素子へと送るステップと、放射を出力アレイ素子から１つまたは複数の検出器アレイ素子へと方向付けるステップとを含む。この手法では、入射する放射が、以前に達成できた解像度よりはるかに大きい解像度で撮像および解像され得る。
【００１６】
[0016]モーダル撮像を理解するために、多くの独立した非干渉性点光源から生じる目標から反射または放出される放射を記載することは有用である。各々の点光源は、その光子数に関してポアソン分布を生成し、したがってそのエネルギー分布を生成する。
【００１７】
[0017]電磁エネルギーが、伝搬方程式への単なる固有解であるこれらのモードによって定義できる。二次元モーダル基底（ｑ，ｒ）において電磁エネルギーを測定および写像することは、空間にわたるポアソン分布の複合を形成する。
【００１８】
[0018]開口部Ｄの撮像デバイス（例えば、望遠鏡）においてこのモーダル式を導くために、先ず従来の撮像で使用されている分析から始める。画像平面における場所（ｘｌ，ｙｍ）に関連する光子の密度演算子が、
【数１】
2019213177.tif 000003
【数２】
2019213177.tif 000004
によって与えられ、ここで、入射する光子率（システム損失を含む）は、検出器の可干渉時間より小さく、ε＜＜１および項Ｏ（ε２）以上は無視される。したがって、技術は、遠くのぼんやりした対象に特に適用可能であり、その解像度はレイリーの基準によってしばしば制限される。
【００１９】
[0019]正規形点広がり関数（ＰＳＦ）が、この分析の対象の開口部の効果をモデル化するために使用され得る。分散は、δｘ＝δｙ≒２ｆλ／Ｄによって依存して与えられる波長λであり、ここで、Ｄは、焦点距離ｆを伴う光学部品（例えば、望遠鏡における対物鏡）の直径である。焦点面において放射を直接的に撮像することは、従来のレイリーの制限された画像を生成する以下の式によって与えられる。
Ｉ＝（｜Ψ（ｘ＋ｘｌ，ｙ＋ｙｍ）＞＜Ψ（ｘ＋ｘｌ，ｙ＋ｙｍ）｜）２
【００２０】
[0020]モーダル撮像では、撮像装置の開口部（例えば、望遠鏡）によって捕捉される放射が、焦点平面アレイに焦点が合わせられる代わりに多モードファイバへと視準が合わせられ得る。このような実施では、これは、入射する放射を、ファイバにおけるモードを指示するエルミート−ガウスの基底へと写像する。
【数３】
2019213177.tif 000005
【００２１】
[0021]関数Ｈｑ（ｘ）はエルミート多項式を表している。光子の全エネルギーは、第ｑのモードと第ｒのモードとにわたって分散される。集合的なモーダル面は、
【数４】
2019213177.tif 000006
によって与えられ、これはポアソン分布の総和へと低減するように示され得る。
【数５】
2019213177.tif 000007
ここで、計数ｎｌｍは各々のポアソンの光子集団を指示しており、各々の分布Ｑｌ、Ｒｍの平均が最大尤度式によって与えられる。
【数６】
2019213177.tif 000008
【００２２】
[0022]光子数ｍｑ，ｒは各々の（ｑ，ｒ）モード計数器からの計数の集合数である。本開示の製作の部分は、このモーダル面の物理的な収集を詳述している。
【００２３】
[0023]次に、画像再構成の技術が、複合モーダルグラフにおける個々のポアソンパラメータ（ｎｌ，ｍ，Ｑｌ，Ｒｍ）の各々を区別しなければならない。これを確定的に行うために、変換を最終的に採用するが、最初に、修正されたグラムシュミット法が、ｐＱｉ（ｑ）およびｐＲｍ（ｒ）が拡がる空間から正規直交基底ξｉ（ｑ）、χｍ（ｒ）を確立するために使用される。
【数７】
2019213177.tif 000009
【００２４】
[0024]次に、αｌｍ係数が、測定されたＳ（ｑ，ｒ）面から、変換を介して計算され得る。
【数８】
2019213177.tif 000010
【００２５】
[0025]ｎｌｍ係数は、ＰＱｌおよびｐＲｍのξｌおよびχｍの項を拡張し、係数を対応するｎｌｍの項に一致させることで一義的に決定される。
【数９】
2019213177.tif 000011
明確には、行列ＡおよびＢは、
【数１０】
2019213177.tif 000012
となるように生成されなければならない。次に、
ｎ＝ξ［ＡＴ］−１ξＴＳ［Ｂ］−１χＴ
【００２６】
[0026]完全な画像を生成するために、次に、強度ｎｌｍ光子（光子の数）が、後で示しているような最尤推定量あたりの特定のポアソン平均（Ｑｌ，Ｒｍ）と関連する対応する（ｘｌ，ｙｍ）場所に数学的に割り当てられる。
【数１１】
2019213177.tif 000013
【００２７】
[0027]ここまでは、（ｘｌ，ｙｍ）値のＬｘＭ行列の離散化が明示的に定義されていない。これらの値は、画像再構築アルゴリズムを用いて計算され得る。
【００２８】
[0028]画像の解像度は、集められた光子の総数Σｎｌ，ｍ（取得時間の関数）を含むための光学路の信号対ノイズ比（ＳＮＲ）、システム経路損失、および検出器の効率によって決定され得る。基礎統計学は、この撮像プロセスの解像度の境界を形成できる。平均値の標準偏差は、次のように定義できる。
【数１２】
2019213177.tif 000014
したがって、ｘｌおよびｙｍ（ｎｌｍ光子の場所）おける誤差は、次のように定義できる。
【数１３】
2019213177.tif 000015
【００２９】
[0029]誤差は開口部の寸法になおも関係する、δｘ＝δｙ≒２ｆλ／Ｄ、が、ある時間間隔にわたって集められた光子の数であるｎｌｍによって劇的に低減される。このような実施形態では、例えば、角度の解像度αｒｅｓを達成するために、対象画像平面（この平面は物理的に実現されることはない）におけるＩｒｅｓ＝ｆｔａｎ（αｒｅｓ／２）の間隔を解像することが必要である。
【００３０】
[0030]したがって、モーダル撮像装置における誤差は２ε＜Ｉｒｅｓとなるように計算される。ｎｌｍにおける分散は、画像にわたる強度を表している（ここでは興味のある対象物にわたっての平均値を仮定する）。これは光子取得時間の問題である。
【００３１】
[0031]光子取得時間を推定するために、いくつかの量が定義されなければならない。任意の画像が、ゼロでない光子計数Ωを有するいくつかの総数のモード対を所有する。例えば、シミュレーションから、適度に複雑な対象物は、モードあたりの平均測定光子＜ｎ＞を生み出すためにΩ≒３６００を保有し得ることが観察されている。
【００３２】
[0032]検出器の非効率性も、モード逆多重化器効率と光子検出器効率との両方を含め、考慮されなければならない。
【００３３】
[0033]これらの量から、光子率Γおよび開口部直径Ｄを前提として、必要とされる解像度を達成するための必要とされる取得時間を推定できる。
【数１４】
2019213177.tif 000016
【００３４】
[0034]このようなモーダル撮像技術を提供するための装置が後で詳述されている。したがって、以下の詳細な記載では、その一部を形成する添付の図面が参照される。図面は、本開示の１つまたは複数の実施形態がどのように実施され得るかを図示によって示している。
【００３５】
[0035]これらの実施形態は、当業者に本開示の１つまたは複数の実施形態を実施させることができるように十分に詳細に記載されている。他の実施形態が利用され得ることと、機械的変更、電気的変更、および／またはプロセスの変更が本開示の範囲から逸脱することなく行われ得ることとは、理解されるものである。
【００３６】
[0036]理解されるように、本明細書での様々な実施形態で示した要素は、本開示のいくつかの追加の実施形態を提供するように、付け加えられ得る、交換され得る、組み合わせられ得る、および／または排除され得る。図において提供されている要素の割合および相対的な尺度は、本開示の実施形態を図示するように意図されており、限定の意味に取られるべきではない。
【００３７】
[0037]本明細書での図は、最初の１つまたは複数の数字が図面の図番に対応しており、残りの数字が図面において要素または構成部品を特定する番号付けの方法に従っている。別々の図の間での同様の要素または構成部品は、同様の数字の使用によって特定され得る。
【００３８】
[0038]本明細書で用いられるとき、「１つ」または「いくつか」の何かは、１つまたは複数のそのようなものに言及でき、一方、「複数」の何かは、２つ以上のそのようなものに言及できる。例えば、「いくつかの構成部品」は１つまたは複数の構成部品に言及でき、一方、「複数の構成部品」は２つ以上の構成部品に言及できる。
【００３９】
[0039]モーダル面を実現するために、入射する放射ビームはモード対（ｑ，ｒ）によって分離されなければならない。モード逆多重化は、研究の集中する分野であり、シリコン光集積回路、量子計算、およびアストロフォトニクスの分野における使用のために実施されている。本明細書で提供されている図は、このようなシステムがモード逆多重化と画像捕捉とを提供するようにどのように設計され得るかの実施形態を示している。
【００４０】
[0040]図１は、本開示の１つまたは複数の実施形態による超解像度モーダル撮像システムでの使用のための単一の線形格子を示している。導波路と格子とが配列され得る。図１では、システム１００は、基板１０１と、放射１０３を受け入れるための入力撮像導波路アレイ１０２と、入射する放射のエネルギー成分を捕捉する、出力エネルギー１０５−１、１０５−Ｎを１つまたは複数の検出器へと方向付けるための１つまたは複数の出力格子１０４−１、１０４−Ｎとを備える。一部の実施形態では、入力撮像アレイおよび出力撮像アレイは両方で基板に含まれ得る。
【００４１】
[0041]単一で示したアイテムに関して本明細書で使用される「１つ」および「１つまたは複数」の使用の詳述と同様に、変数「Ｎ」は、複数のアイテムが例において示される場合、例において示したアイテムの数ではない任意の数のこのようなアイテムがあり得ることを指示するために使用される。例えば、図１では、単一の出力アレイが示されているが、本開示の実施形態は複数の出力を有することができる。
【００４２】
[0042]本明細書で言及されているように、「入力撮像アレイ」という用語は、「モーダル撮像アレイ」と述べられてもよい。入力撮像アレイは、例えば、格子素子から成ってもよく、「入力格子アレイ」と称されてもよい。
【００４３】
[0043]図２は、本開示の１つまたは複数の実施形態による超解像度モーダル撮像システムで使用するための撮像アレイを示している。
【００４４】
[0044]入力放射（２０１）は、導波路の端のアレイである集合開口部（２０２）に焦点が合わせされる。各々の導波路は、異なる角度（２０４）でモードを分散し、光検知器（２０５）のアレイによって捕捉される格子（２０３）で途切れる。
【００４５】
[0045]各々のモードにおいてエネルギーの量を検出するために、格子は、エネルギーをウェーハから外に適切な検出器アレイへと後ろに投射する。適切な検出器アレイは、検討されている放射の大きさおよび波長によって決定され得る。
【００４６】
[0046]検出器は、超電導ナノワイヤ単一光子検出器（ＳＮＳＰＤ）などの新型から、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）などの従来の光学的およびＩＲの光子検出半導体技術まで及ぶ可能性がある。中波赤外線検出器（ＭＷＩＲ）が使用されてもよい。様々な実施形態において、１つの検出器が各々のモード対（ｑ，ｒ）のために必要とされてもよい。
【００４７】
[0047]このような実施形態の使用を通じて、開口部を通じて方向付けられる放射が超解像度で撮像され得る。このような進歩は、様々な開口部に基づくデバイスの中でもとりわけ、顕微鏡から望遠鏡まで、撮像デバイスにおいて相当の向上を可能にすることになる。
【００４８】
[0048]特定の実施形態が本明細書で図示および記載されてきたが、当業者は、同じ技術を達成するように計算された任意の構成が、示した特定の実施形態について代用され得ることを理解するものである。例えば、フォトニックランタンが、アポダイズされた格子の代わりにモードを空間的に逆多重化するために使用されてもよい。本開示は、本開示の様々な実施形態の任意およびすべての改作または変形を網羅するように意図されている。
【００４９】
[0049]上記のことが例示の様態で行われており、制約するものでないことは、理解されるものである。上記の実施形態の組み合わせ、および、本明細書に具体的に記載されていない他の実施形態が、先の記載を再検討すると当業者には明らかとなる。
【図１】
2019213177.tif 000017
【図２】
2019213177.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月21日(2018.9.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する放射を受け入れるように提供される光学部品と、
モード閉じ込め構造と、
モード分離構造と、
前記受け入れられた入射する放射の画像を構築するために、各々のモードのエネルギーレベルを測定するための複数のアレイ素子を有する少なくとも１つの検出器アレイと
を備える量子解像度モーダル撮像デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載のデバイスにおいて、前記検出器は前記入射する放射のエネルギー成分を捕捉するデバイス。
【請求項３】
請求項１に記載のデバイスにおいて、入力撮像アレイをさらに備えるデバイス。
【請求項４】
請求項１に記載のデバイスにおいて、出力アレイをさらに備えるデバイス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
[0049]上記のことが例示の様態で行われており、制約するものでないことは、理解されるものである。上記の実施形態の組み合わせ、および、本明細書に具体的に記載されていない他の実施形態が、先の記載を再検討すると当業者には明らかとなる。
［形態１］
入射する放射を受け入れるように提供される光学部品と、
モード閉じ込め構造と、
モード分離構造と、
前記受け入れられた入射する放射の画像を構築するために、各々のモードのエネルギーレベルを測定するための複数のアレイ素子を有する少なくとも１つの検出器アレイと
を備える量子解像度モーダル撮像デバイス。
［形態２］
形態１に記載のデバイスにおいて、前記検出器は前記入射する放射のエネルギー成分を捕捉するデバイス。
［形態３］
形態１に記載のデバイスにおいて、入力撮像アレイをさらに備えるデバイス。
［形態４］
形態１に記載のデバイスにおいて、出力アレイをさらに備えるデバイス。
［形態５］
形態１に記載のデバイスにおいて、入力撮像アレイと出力アレイとをさらに備えるデバイス。
［形態６］
形態１に記載のデバイスにおいて、１つまたは複数の光導波路が、入力撮像アレイの素子を出力アレイの素子に連結するデバイス。
［形態７］
形態１に記載のデバイスにおいて、前記モード分離構造は、前記受け入れられた入射する放射を複数のモードへと分離するように構成されるデバイス。
［形態８］
形態１に記載のデバイスにおいて、出力アレイは格子素子から成るデバイス。
［形態９］
入射する放射を受け入れるように提供される光学部品と、
前記受け入れられた入射する放射を複数のモードへと分離するためのモード分離構造と、
前記受け入れられた入射する放射の画像を構築するために、各々のモードのエネルギーレベルを測定するための複数のアレイ素子を有する検出器アレイへとエネルギーを方向付けるための評価素子を伴う少なくとも１つの出力アレイと
を備える超解像度撮像デバイス。
［形態１０］
形態９に記載のデバイスにおいて、前記光学部品が開口部であるデバイス。
［形態１１］
形態９に記載のデバイスにおいて、入力ファイバが、前記光学部品から集められた前記放射を受け入れるデバイス。
［形態１２］
形態９に記載のデバイスにおいて、入力撮像アレイをさらに備えるデバイス。
［形態１３］
形態１２に記載のデバイスにおいて、前記入力撮像アレイは格子素子のアレイであるデバイス。
［形態１４］
形態９に記載のデバイスにおいて、前記検出器は中波赤外線検出器であるデバイス。
［形態１５］
入射する放射を光学部品で受け入れるステップと、
前記入射する放射を複数のモードへと分離するステップと、
放射の各々のモードを、導波路を通じて入力撮像アレイ素子から出力アレイ素子へと送るステップと、
前記放射を前記出力アレイ素子から１つまたは複数の検出器アレイ素子へと方向付けるステップと
を含む量子解像度モーダル撮像方法。
［形態１６］
形態１５に記載の方法において、前記入射する放射を複数のモードへと分離するステップは、格子のアレイを使用して達成される方法。
［形態１７］
形態１５に記載の方法において、前記放射は、光導波路を通じて入力アレイ素子から出力アレイ素子へと移送される方法。
［形態１８］
形態１５に記載の方法において、前記検出器は前記出力アレイにおいて位置決めされる方法。
［形態１９］
形態１５に記載の方法において、前記放射は前記出力アレイから１つまたは複数の外部検出器アレイへと投射される方法。
［形態２０］
形態１８に記載の方法において、前記放射の大きさおよび波長は、前記放射がどの検出器アレイ素子へと方向付けられるかを決定する方法。
【外国語明細書】
2019213177000001.pdf