【技术实现步骤摘要】
基于分时偏振调制的全斯托克斯干涉成像光谱装置及方法
本专利技术属于光学探测器件领域,具体涉及一种基于分时偏振调制的全斯托克斯(Stokes)干涉成像光谱装置及方法,可以获取探测目标场景的四维光信息,即二维空间信息、各点的光谱信息和各个谱段的全Stokes偏振信息。
技术介绍
目标探测时,物体的光谱和偏振信息可反演出目标的表面状态及物理、化学性质,并可有效地消除背景噪声,增强物体的可见性。成像光谱偏振技术(ImagingSpectropolarimeter,ISP)集合了照相机、光谱仪和偏振仪的功能,可为我们提供场景的空间、光谱和偏振信息。ISP技术的出现有效地提高了目标的识别能力,并且已经应用于诸多领域,如军事侦察、环境监测、生物医学诊断等。现有的ISP技术大多是在已有的成像光谱装置中加入偏振调制器件实现探测场景中光谱偏振信息的功能。其中基于干涉成像光谱技术的ISP技术在复原光谱信息方面具有多通道和高通量的优点,在红外谱段成像方面具有独特的优点。目前,基于干涉成像光谱技术的ISP技术(FTISP)主要有以下几种:一种是基于多通道的干涉成像光谱偏振技术,将不同偏振态同时调制在干涉条纹中,单次探测便可以获取全Stokes偏振参量;当探测窄带光谱信号时,各偏振态对应的干涉条纹之间可能出现混叠,从而导致光谱复原精度降低。另一种方法是基于分孔径的干涉成像光谱偏振技术,采用孔径分割的方法,可同时引入四组偏振信息,但该方法的空间分辨率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于分时偏振调制的全Stokes干涉成像光谱装置及方法,实现了目标场景的四维光信息的精确获取 ...
【技术保护点】
一种基于分时偏振调制的全斯托克斯干涉成像光谱装置,其特征在于:包括同一光轴顺次设置的分时偏振调制装置(1)和干涉成像光谱装置(2);其中分时偏振调制装置(1)包括沿光路方向依次设置的可旋转相位延迟器(11)和固定的线偏振片(12);干涉成像光谱装置(2)包括沿光路方向依次设置的成像物镜(21)、准直物镜(22)、Sagnac剪切分束器(23),还包括共光轴设置的成像物镜(24)和成像探测器(25),成像物镜(24)和成像探测器(25)所在的光轴与成像物镜(21)、准直物镜(22)及Sagnac剪切分束器(23)所在的光轴垂直;来自待测目标各点的入射光进入分时偏振调制系统(1),通过分时偏振调制系统(1)中的相位延迟器(11)和线偏振片(12),形成一束携带偏振信息的光,并穿过成像物镜(21)和准直物镜(22),以准直光的形式进入到Sagnac横向剪切分束器(23),Sagnac横向剪切分束器(23)把入射的准直光横向剪切一分为二,引入随视场角变换的光程差信息;经过Sagnac横向剪切分束器(23)的出射光经过成像物镜(24),在成像物镜(24)后焦面处的成像探测器(25)的靶面上得到携 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于分时偏振调制的全斯托克斯干涉成像光谱装置的测试方法,所述基于分时偏振调制的全斯托克斯干涉成像光谱装置包括同一光轴顺次设置的分时偏振调制装置(1)和干涉成像光谱装置(2);其中分时偏振调制装置(1)包括沿光路方向依次设置的可旋转相位延迟器(11)和固定的线偏振片(12),线偏振片(12)的透光轴与其所在光轴平行,且保持固定不变;干涉成像光谱装置(2)包括沿光路方向依次设置的成像物镜(21)、准直物镜(22)、Sagnac剪切分束器(23),还包括共光轴设置的成像物镜(24)和成像探测器(25),成像物镜(24)和成像探测器(25)所在的光轴与成像物镜(21)、准直物镜(22)及Sagnac剪切分束器(23)所在的光轴垂直;其特征在于,包括以下步骤:第一步,旋转分时偏振调制系统(1)中的相位延迟器(11),使其快轴方向与其所在光轴的夹角θ为-45°;第二步,来自待测目标各点的入射光进入分时偏振调制系统(1),通过分时偏振调制系统(1)中的相位延迟器(11)和线偏振片(12),形成一束携带偏振信息的光,并穿过成像物镜(21)和准直物镜(22),以准直光的形式进入到Sagnac横向剪切分束器(23),Sagnac横向剪切分束器(23)把入射的准直光横向剪切一分为二,引入随视场角变换的光程差信息;第三步,经过Sagnac横向剪切分束器(23)的出射光经过成像物镜(24),在成像物镜(24)后焦面处的成像探测器(25)的靶面上得到携带有偏振态信息和干涉信息的目标图像,Sagnac干涉成像光谱装置通过推扫获取该偏振态下的一组干涉图像;第四步,依次旋转分时偏振调制系统(1)中的相位延迟器(11),使其快轴方向与其所在光轴的夹角θ分别为0°,30°和60°,并依次重复第二步和第三步,共得到四组不同偏振态下目标各点对应的干涉数据,即干涉光强I(Δ);第五步,对上述四组不同偏振态下目标各点对应的干涉光强I(Δ)进行傅里叶变换,从而得到目标各点对应的四组不同偏振态光谱,在各个复原谱段构建关于四个Stokes偏振参量的线性方程,通过求解可以获取探测目标场景的四维光信息,即二维空间信息、各点的光谱信息和各个谱段的全Stokes偏振信息。2.根据权利要求1所述的基于分时偏振调制的全斯托克斯干涉成像光谱装置的测试方法,其特...
【专利技术属性】
技术研发人员:李建欣,张玉梅,孟鑫,孙宇声,朱日宏,郭仁慧,沈华,马骏,陈磊,何勇,
申请(专利权)人:南京理工大学,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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