【技术实现步骤摘要】
一种反射式同时偏振超分辨率成像系统及设计方法
[0001]本专利技术涉及一种反射式同时偏振超分辨率成像系统及设计方法，可用于宽波段偏振高分辨率成像
技术介绍
[0002]红外偏振成像相比可见光成像，有着穿透能力强、成像距离远、获取信息量大等优点。其中宽波段红外偏振成像则是未来的发展趋势，如中波红外与长波红外复合成像；可见光与中长波红外双波段成像。
[0003]同时偏振成像系统可同时获取多个偏振态图像，其结构包括分振幅型、分焦平面型、分孔径型。其中分振幅型偏振成像系统需要多个分光棱镜，不利于系统小型化，且能量损失较高。分焦平面型偏振成像系统在焦平面上利用四个相邻的不同偏振方向的微偏振片形成一个“超像元”，导致每个偏振态的视场不连续，可能丢失部分信息。分孔径型偏振成像系统通过光路设计，在探测器焦平面上同时获取四幅同一视场下的不同偏振态图像，每幅偏振态图像的分辨率会降为探测器分辨率的二分之一。此时，在该系统中适当位置加入数字微镜器件(DMD)，作为编码孔径掩模，通过变换DMD上的编码，获取多帧图像，并进行算法重建...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.反射式同时偏振超分辨率成像系统，其特征是，该系统由第一子孔径反射镜(1)、第二子孔径反射镜(2)、第三子孔径反射镜(3)、第四子孔径反射镜(4)、DMD(5)、第一反射镜(6)、第二反射镜(7)、偏振四象限探测器(8)、第一子孔径反射镜(1)的第一孔径光阑(9)、第二子孔径反射镜(2)的第二孔径光阑(10)、第三子孔径反射镜(3)的第三孔径光阑(12)、第四子孔径反射镜(4)的第四孔径光阑(11)和图像重建单元(13)组成；所述第一子孔径反射镜(1)、第二子孔径反射镜(2)、第三子孔径反射镜(3)和第四子孔径反射镜(4)采用类田字格结构排布，均为自由曲面反射镜，组成望远反射物镜；所述第一反射镜(6)和第二反射镜(7)组成中继反射系统；望远反射物镜和中继反射系统组成整体光学系统；目标物体发出的光线同时经过望远反射物镜的第一子孔径反射镜(1)、第二子孔径反射镜(2)、第三子孔径反射镜(3)和第四子孔径反射镜(4)，分别反射到DMD(5)的四个田字排布的区域；DMD(5)对光线进行编码，来自DMD(5)的反射光线依次经过第一反射镜(6)和第二反射镜(7)反射，将DMD(5)上经过编码的光线最终成四个等大的像，分别投影到偏振四象限探测器(8)的四个象限上，每个象限附有不同的微偏振片阵列，分别获得0
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方向偏振光强信息，即I0、I
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；变换DMD编码形式，每变换一次码型进行一次成像，从而获得多幅分辨率为探测器(8)分辨率的1/2的低分辨率偏振光强灰度图像；经图像重建单元(13)使用图像重建算法，进行亚像元重建后输出超分辨率偏振图像；最终图像中每一像素对应的斯托克斯线偏振矢量可由下式求得：从而获得偏振信息。2.根据权利要求1所述的反射式同时偏振超分辨率成像系统，其特征在于，所述图像重建单元(13)是搭载着图像重建算法的计算机或者嵌入式系统。3.反射式同时偏振超分辨率成像系统中整体光学系统的设计方法，其特征是，该方法包括以下步骤：令整体光学系统入瞳大小为2A，DMD(5)长和宽分别为l1和w1，整体光学系统像面长和宽分别为l2和w2，中继反射系统放大倍率为β，β为l2/l1和w2/w1中的较小值；将整体光学系统中需要进行设计的光路分为两部分，第一部分为分孔径望远反射物镜，第二部分为中继反射系统；步骤1、首先设计第一部分，令系统横向长度为d，从单孔径同轴反射镜开始，将孔径光阑设置在距同轴反射镜距离d处，全局坐标原点设置在孔径光阑中心，设yoz平面与纸面方向平行，x轴垂直于yoz平面，x轴正方向垂直于纸面向外，x、y、z轴符合右手定则，z轴穿过孔径光阑中心；改变该反射镜孔径离轴量，直到一次像面与入射...
【专利技术属性】
技术研发人员：王超，孙昇，史浩东，李英超，刘壮，付强，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：
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