一种光学系统偏振灵敏度精确计算方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光学系统偏振灵敏度精确计算方法及系统，其中，该方法包括：将光学系统的一个视场点发出的一束光分成多条采样光线，计算每条采样光线的琼斯矩阵；根据每条采样光线的琼斯矩阵得到每条采样光线的穆勒矩阵；根据每条采样光线的穆勒矩阵得到该视场点对应的穆勒光瞳；根据该视场点对应的穆勒光瞳得到平均穆勒矩阵；根据平均穆勒矩阵得到偏振灵敏度。本发明专利技术弥补了传统单光线估算法和定义法的不足，大大提升了计算精度和效率，提高了系统设计可靠性。系统设计可靠性。系统设计可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种光学系统偏振灵敏度精确计算方法及系统


[0001]本专利技术属于光学遥感、天文观测、激光雷达成像
，尤其涉及一种光学系统偏振灵敏度精确计算方法及系统。

技术介绍

[0002]光学遥感器的偏振特性成为影响辐射测量精度及定量化反演精度的重要因素之一。对于小F#亚微米高分辨率成像、含有复杂膜层的光学系统、高定量化遥感器等光学系统，必须考虑光学系统自身的偏振效应。太阳发出的非偏振光，经过大气分子、气溶胶及海洋表面等多次散射后，形成了部分偏振光进入空间遥感器。散射光的偏振度达到20％以上。由于光学遥感自身偏振效应的存在，具有相等辐射功率但偏振态不同的入射光，其传感器输出值是不等的，影响了遥感器探测精度，产生了测量的不确定性。
[0003]偏振灵敏度(LPS)是描述光学系统输出光强对入射光偏振态的敏感程度，反映同一强度入射光的偏振态变化时，系统出射光强的变化。定义为：一束完全偏振光入射到光学系统，当入射光偏振方向转过180
°
的过程中，系统最大输出I
max
与最小输出I
min
之差与它本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学系统偏振灵敏度精确计算方法，其特征在于包括：将光学系统的一个视场点发出的一束光分成多条采样光线，计算每条采样光线的琼斯矩阵；根据每条采样光线的琼斯矩阵得到每条采样光线的穆勒矩阵；根据每条采样光线的穆勒矩阵得到该视场点对应的穆勒光瞳；根据该视场点对应的穆勒光瞳得到平均穆勒矩阵；根据平均穆勒矩阵得到偏振灵敏度。2.根据权利要求1所述的光学系统偏振灵敏度精确计算方法，其特征在于：每条采样光线的琼斯矩阵通过如下公式得到：J＝J
N
‑
1,N
·
J
N
‑1·
J
N
‑
2,N
·
J
N
‑2…
J
1,2
·
J1·
J
0,1
；其中，J
p
‑
1,p
为第p
‑
1界面到第p界面的传输矩阵，J
p
为采样光线经过第p个界面的表面矩阵，J为某条采样光线的琼斯矩阵，N为界面的总个数，p为界面的个数序号，W
p
‑
1,p
为第p
‑
1界面到第p界面的光程差。3.根据权利要求1所述的光学系统偏振灵敏度精确计算方法，其特征在于：每条采样光线的穆勒矩阵通过如下公式得到：其中，S
in
为入射光的斯托克斯矢量，S
out
为出射光的斯托克斯矢量，M为穆勒矩阵，m
00
、m
01
、m
02
、m
03
、m
10
、m
11
、m
12
、m
13
、m
20
、m
21
、m
22
、m
23
、m
30
、m
31
、m
32
和m
33
均为穆勒矩阵中的元素，s0、s1、s2和s3均为入射光的斯托克斯矢量中的元素。4.根据权利要求1所述的光学系统偏振灵敏度精确计算方法，其特征在于：平均穆勒矩阵通过如下公式得到：其中，其中，为平均穆勒矩阵，为平均穆勒矩阵中的元素，M为采样光线的总条数。5.根据权利要求1所述的光学系统偏振灵敏度精确计算方法，其特征在于：偏振灵敏度LPS
single
通过如下公式得到：
其中，LPS
single
为偏振灵敏度，和均为平均穆勒矩阵中的元素。6.一种光学系统偏振灵敏度精确计算系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓林，王小勇，阮宁娟，贺金平，黄颖，李妥妥，刘芳芳，王征，曹桂丽，贾永丹，田国梁，庄绪霞，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：