用于表征偏振成像系统光学传递矩阵的装置和表征方法制造方法及图纸

本发明专利技术一种用于表征偏振成像系统光学传递矩阵的装置和表征方法。来弥补现有方法不能表征偏振成像系统光学传递矩阵的问题。本发明专利技术包括非相干光源，在非相干光源出射光的光路上依次设置有滤波片、偏振片、光栅、偏振成像系统组件、线偏振片、四分之一波片和相机，所述偏振片将入射光调制为六种偏振状态，所述六种偏振状态为：与x轴夹角为0

【技术实现步骤摘要】
用于表征偏振成像系统光学传递矩阵的装置和表征方法


[0001]本专利技术涉及偏振成像领域，特别涉及一种用于表征偏振成像系统光学传递矩阵的装置和表征方法。

技术介绍

[0002]偏振成像技术作为一种先进的成像技术，以其独特的探测目标偏振信息的能力，在近几十年受到了越来越多的关注。其所采用的依靠获取物体光波偏振态的成像技术与原来采用的光强度成像相比更为先进，因此，各种偏振成像方法和偏振成像系统在生物医学诊断、遥感和矿物学等领域得到了广泛应用。
[0003]光学传递矩阵作为一种分析光学成像系统性能的方法，具有更客观、更可靠等明显的优点，可应用于小像差、大像差光学系统和光学仪器设计。通过对光学传递矩阵图像的分析，可对光学系统的性能和光学仪器进行评价。
[0004]迄今为止，针对现有的偏振成像系统，还没有表征光学传递矩阵的方法。传统的表征成像系统光学传递矩阵的方法，其装置包括非相干光源，在非相干光源出射光的光路上依次设置有滤波片、光栅、标量成像系统(由非偏振光学元件及透镜组成)和相机。它可以表征标量成像系统，但是也只能表征光强信息，不能表征偏振信息，这样就不能表征偏振成像系统的光学传递矩阵。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出一种用于表征偏振成像系统光学传递矩阵的装置和表征方法，来弥补现有方法不能表征偏振成像系统光学传递矩阵的问题。
[0006]为了达到本专利技术的目的，本专利技术要提供的技术方案如下：
[0007]一种用于表征偏振成像系统光学传递矩阵的装置，包括非相干光源，在非相干光源出射光的光路上依次设置有滤波片、偏振片、光栅、偏振成像系统组件(由偏振光学元件及透镜组成)、线偏振片、四分之一波片和相机，所述偏振片(线偏振片或圆偏振片)将入射光调制为六种偏振状态，所述六种偏振状态为：与x轴夹角为0
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的四种线偏振光和左旋圆偏振及右旋圆偏振两种圆偏振光。
[0008]上述偏振片是线偏振片或圆偏振片。
[0009]上述装置用于表征偏振成像系统光学传递矩阵的方法，包括以下步骤：
[0010]步骤一、六种偏振光通过不同空间频率的光栅条纹后，通过偏振成像系统检测光路，得出斯托克斯参数图像；
[0011]步骤二、对每个空间频率下每种偏振状态得到的斯托克斯参数图像进行傅里叶变换，得出0级峰和1级峰的峰值，代入公式计算，表征出光学传递矩阵所述的公式为：
[0012][0013][0014][0015][0016][0017][0018][0019][0020][0021][0022][0023][0024][0025][0026][0027][0028]其中，上述式子中的A代表信号频谱的0级峰峰值，B代表信号频谱的1级峰峰值，右上角的数字(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)代表对应的6种偏振状态，即：与x轴夹角为0
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的四种线偏振和左旋圆偏振及右旋圆偏振。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的优点是：
[0030]1.传统的表征成像系统光学传递矩阵的方法是基于标量成像的方法，它只能表征标量，不能表征偏振。目前，现有的偏振成像系统没有表征光学传递矩阵的方法，本专利技术提出一种检测偏振成像系统的光路，可以用来表征偏振成像系统的光学传递矩阵。
[0031]2.本专利技术用来表征偏振成像系统光学传递矩阵的方法，在传统的标量方法装置基础上，增加了偏振光学元件(偏振片、波片等)，其作用是检测偏振成像系统，这样不仅可以表征光强信息，还可以表征偏振的各种响应。
附图说明
[0032]图1是本专利技术装置的光路结构示意图；
[0033]图2是本专利技术算法流程图；
[0034]图3是本专利技术光学传递矩阵示意图。
具体实施方式
[0035]下面将结合附图和实施例对本专利技术进行详细地描述。
[0036]参见图1，一种用于表征偏振成像系统光学传递矩阵的装置，包括非相干光源，在非相干光源出射光的光路上依次设置有滤波片、偏振片、光栅、偏振成像系统组件(由偏振光学元件及透镜组成)、线偏振片、四分之一波片和相机，所述偏振片(线偏振片或圆偏振片)将入射光调制为六种偏振状态，所述六种偏振状态为：与x轴夹角为0
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的四种线偏振光和左旋圆偏振及右旋圆偏振两种圆偏振光。所说的偏振片是线偏振片或圆偏振片。
[0037]在所提供的装置的基础上，本专利技术提供的用于表征偏振成像系统光学传递矩阵的方法：包括以下步骤：
[0038]步骤一、六种偏振光通过不同空间频率的光栅条纹后，通过偏振成像系统检测光路，得出斯托克斯参数图像；
[0039]步骤二、对每个空间频率下每种偏振状态得到的斯托克斯参数图像进行傅里叶变换，得出0级峰和1级峰的峰值，代入公式计算，表征出光学传递矩阵。
[0040]下面对步骤作了详细的介绍：
[0041](1)入射光的调制
[0042]取水平方向为x轴，垂直方向为y轴，光沿z轴传输。非相干光源的入射光通过滤波片变为单色光，单色光再通过偏振片(线偏振片或圆偏振片)，可以将入射光调制为六种偏振状态，即：与x轴夹角为0
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的四种线偏振光和左旋圆偏振及右旋圆偏振两种圆偏振光。经过此调制后的入射光再照射到特定频率的光栅条纹上，对每个空间频率下的光栅条纹测一组六种偏振状态。
[0043](2)偏振成像系统
[0044]通过光栅条纹的光接着进入偏振成像系统组件，所说的偏振成像系统组件是偏振光学元件和透镜的组合，对偏振成像系统进行测量。
[0045](3)出射光的调制
[0046]经过偏振成像系统后的出射光，通过一个线偏振片和四分之一波片的组合，对出射光进行调制，以此来测量斯托克斯参数。
[0047](4)接收处理
[0048]用相机对出射光进行接收，调整好相机位置，使之得到六幅清晰的图像。每一个空间频率的光栅条纹在每一种偏振状态下测一组(3)中调制得到的六幅光强图，然后改变光栅条纹的空间频率，继续上述实验步骤。
[0049](5)计算斯托克斯参数
[0050]利用MATLAB软件，计算偏振成像系统在每个空间频率的光栅条纹在每种偏振状态下得到的S0、S1、S2、S3四个斯托克斯参数。
[0051](6)傅里叶变换
[0052]对每一组S0、S1、S2、S3四个斯托克斯参数作傅里叶变换，计算出傅里叶变换后频谱图像的0级峰和1级峰的峰值。
[0053](7)计算光学传递矩阵
[0054]由步骤(6)中计算得到的每一幅频谱图像的0级峰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于表征偏振成像系统光学传递矩阵的装置，其特征在于：包括非相干光源，在非相干光源出射光的光路上依次设置有滤波片、偏振片、光栅、偏振成像系统组件(由偏振光学元件及透镜组成)、线偏振片、四分之一波片和相机，所述偏振片(线偏振片或圆偏振片)将入射光调制为六种偏振状态，所述六种偏振状态为：与x轴夹角为0
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的四种线偏振光和左旋圆偏振及右旋圆偏振两种圆偏振光。2.如权利要求1所述的用于表征偏振成像系统光学传递矩阵的装置，其特征在于：所述偏振片是线偏振片或圆偏振片。3.如权利要求1所述装置用于表征偏振成像系统光学传递矩阵的方法，其特征在于：包括以下步...

【专利技术属性】
技术研发人员：王炜，聂建林，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：