一种紧凑型宽谱段偏振光谱成像系统技术方案

本发明专利技术公开了一种紧凑型宽谱段偏振光谱成像系统，由前置望远系统、分光系统和偏振光谱成像系统组成。景物目标由前置望远系统经由分光系统分为三个光路，分别汇聚成像到狭缝上，再经折反射透镜、反射式光栅和偏振片组按波长不同成像在面阵探测器。本发明专利技术解决了宽谱段和高光谱分辨率时光路庞大的问题；仅含有一个折反射透镜，结构简单、紧凑，尺寸相对减小，安装便捷；三个通道的探测提高了系统的探测分辨率。本发明专利技术适用航天航空、工业等领域，降低了仪器的研制难度。仪器的研制难度。仪器的研制难度。

【技术实现步骤摘要】
一种紧凑型宽谱段偏振光谱成像系统


[0001]本专利技术涉及小型化光谱成像领域、偏振遥感领域，特别涉及一种紧凑型宽谱段偏振光谱成像系统。

技术介绍

[0002]目标探测识别技术在遥感探测领域发挥着重要的作用，而随着背景的杂乱以及目标伪装技术的提升，如何更好的提高识别率是研究的关键。光电成像探测技术也在不断进步发展，由传统的基于目标与背景的反射或辐射光波的强度值差异来探测目标，发展到一种新的技术，即偏振光谱成像技术。它是一种可以把光谱技术、偏振技术和成像技术融合为一体的新型光学探测技术，光谱偏振成像仪能很好的提高光学遥感探测所获取的信息量，在遥感探测的领域有着重要的地位以及广泛的应用。
[0003]光谱成像可以反映出化学的组成特性与空间的分布特性。偏振成像技术反映了目标对应的物理属性，也包含表面纹理、边沿信息和表面的粗糙度等等。偏振技术可以有效提高运动目标和背景的对比度，在线偏振度、偏振角等偏振参量图像中，具体表现为人造目标较亮而自然物体相对较暗，这给目标检测、识别带来了极大的便利。
[0004]然而，现阶段使用的机载、星载光谱偏振仪器体积过大且成像光谱仪多为可见光和近红外光谱通道为主，探测通道较少等各方面的限制，还处于发展阶段。因此，有必要提供一种新的紧凑型宽谱段偏振光谱成像系统解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种紧凑型宽谱段偏振光谱成像系统，针对传统偏振光谱成像系统结构复杂、体积大、谱段窄等缺点，本专利技术能够同时获取可见光、近红外、中波红外三个谱段的偏振光谱图像，提高了系统的探测分辨率，同时本系统结果紧凑，为机载、星载更好的进行预警、侦察、探测识别研究提供平台基础。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种紧凑型宽谱段偏振光谱成像系统，所述成像系统包括前置望远系统A、分光系统B、3个狭缝以及若干偏振光谱成像子系统，其中，所述目标光束经过前置望远系统A后到达分光系统B，经过分光系统B后，将光束分为三份，分别到达3个狭缝处后进各自的偏振光谱成像子系统；目标光束经过前置望远系统A后到达分光系统B，经过分光系统B后讲光束分为三份，分别到达3个狭缝处后进入C、D、E各自的偏振光谱成像系统，其中包括狭缝、折反射透镜、反射式光栅、偏振片组、面阵探测器；光束在到达狭缝后，经过狭缝到达折反射透镜，光束经过折射反射再折射到达浸入式光栅色散分光后，经反射再次到达折反射透镜，经过折射反射再折射到达相位调制器，光束通过偏振片组后到达面阵探测器进行成像。
[0007]进一步的，所述前置望远系统A以第一反射镜1为主镜，第二反射镜2、第三反射镜3为次镜，所述第一反射镜1 、第二反射镜2、第三反射镜3的凹面成角度相向放置。
[0008]进一步的，所述分光系统B包括两个分色片，两个分色片位于同一排，且位于所述第三反射镜3的反射面一侧，经过两个分色片的光束分别经汇聚反射镜汇聚成像到第一狭缝9、第二狭缝14、第三狭缝19。
[0009]更进一步的，所述偏振光谱成像子系统分别对应可见光、近红外、中波三种系统，各偏振光谱成像子系统的结构相同，分别包括偏振片组、折反射透镜、反射式光栅以及面阵探测器，其中，所述折反射透镜的凹面朝向所述反射式光栅；光线经所述折反射透镜反射后到达光栅，经光栅反射形成多数光线，后再到达折反射投镜，再经其反射到偏振片组，最后进入面阵探测器进行成像。
[0010]作为本申请的一种优选实施方案，各偏振光谱成像子系统中的偏振片组均可调，通过电机控制，分别进行0
°
、45
°
、90
°
及135
°
度数的旋转，进行偏振探测。
[0011]作为本申请的一种优选实施方案，所述分色片通过镀分色膜将光束分为三份，分别为380
‑
1100nm、1100
‑
3000nm、3000
‑
5000nm波段的光。
[0012]作为本申请的一种优选实施方案，所述第一反射镜1、第二反射镜2、第三反射镜3均为偶次非球面反射镜。
[0013]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的光学系统探测分辨率高，本专利技术利用分色片将探测波段分为三个通道，能够同时探测三个波段，同时得到三个波段的光谱、偏振信息，更好的进行机载、星载的预警、侦察、探测识别研究。
[0014]本专利技术结构紧凑、体积小，重量轻。折反射透镜的使用使得整体体积紧凑，重量相对其他同类产品大为减轻，且前置望远镜的设计可满足大视场需求，适应星载和机载平台的不同需求。
[0015]本专利技术可以获得光谱和偏振信息，大大提高了目标的可探测信息，为后续目标的检测识别提供良好数据。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术中的技术方案，下面将对本专利技术中所需要使用的附图进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其它附图。
[0017]图1为本专利技术的总体结构框图；图2为偏振光谱成像系统的结构示意图；图3为本专利技术的系统结构示意图；图中：1、第一反射镜；2、第二反射镜；3、第三反射镜；4、第一分色片；5、第二分色片；6、第一汇聚反射镜；7、第二汇聚反射镜；8、第三汇聚反射镜；9、第一狭缝；10、第一折反射透镜；11、第一反射式光栅；12、第一偏振片组；13、第一面阵探测器；14、第二狭缝；15、第二折反射透镜；16、第二反射式光栅；17、第二偏振片组；18、第二面阵探测器；19、第三狭缝；20、第三折反射透镜；21、第三反射式光栅；22、第三偏振片组；23、第三面阵探测器。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施例
中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施案例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]实施例1如图1所示，本实施例为一种紧凑型宽谱段偏振光谱成像系统，所述成像系统包括前置望远系统A、分光系统B、3个狭缝以及若干偏振光谱成像子系统，其中，所述目标光束经过前置望远系统A后到达分光系统B，经过分光系统B后，将光束分为三份，分别到达3个狭缝处后进各自的偏振光谱成像子系统；目标光束经过前置望远系统A后到达分光系统B，经过分光系统B后讲光束分为三份，分别到达3个狭缝处后进入C、D、E各自的偏振光谱成像系统，其中包括狭缝、折反射透镜、反射式光栅、偏振片组、面阵探测器；光束在到达狭缝后，经过狭缝到达折反射透镜，光束经过折射反射再折射到达浸入式光栅色散分光后，经反射再次到达折反射透镜，经过折射反射再折射到达相位调制器，光束通过偏振片组后到达面阵探测器进行成像。
[0020]进一步的，所述前置望远系统A以第一反射镜1为主镜，第二反射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紧凑型宽谱段偏振光谱成像系统，其特征是：所述成像系统包括前置望远系统(A)、分光系统(B)、3个狭缝以及若干偏振光谱成像子系统，其中，所述目标光束经过前置望远系统(A)后到达分光系统(B)，经过分光系统(B)后，将光束分为三份，分别到达3个狭缝处后进各自的偏振光谱成像子系统；目标光束经过前置望远系统(A)后到达分光系统(B)，经过分光系统(B)后讲光束分为三份，分别到达3个狭缝处后进入(C、D、E)各自的偏振光谱成像系统，其中包括狭缝、折反射透镜、反射式光栅、偏振片组、面阵探测器；光束在到达狭缝后，经过狭缝到达折反射透镜，光束经过折射反射再折射到达浸入式光栅色散分光后，经反射再次到达折反射透镜，经过折射反射再折射到达相位调制器，光束通过偏振片组后到达面阵探测器进行成像。2.根据权利要求1所述的一种紧凑型宽谱段偏振光谱成像系统，其特征是：所述前置望远系统(A)以第一反射镜(1)为主镜，第二反射镜(2)、第三反射镜(3)为次镜，所述第一反射镜(1) 、第二反射镜(2)、第三反射镜(3)的凹面成角度相向放置。3.根据权利要求1所述的一种紧凑型宽谱段偏振光谱成像系统，其特征是：所述分光系统(B)包括两个分色片，两个分色片位于同一排，且位于所述第三反射镜(3)的反射面一侧，经过两个分色片的光束分别经汇聚反射镜汇聚成像到第一狭缝(9)、第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈阳，闫钧华，朱德燕，张寅，胡子佳，时萌玮，刘子健，丁鹏远，张少帅，顾恩臣，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：