偏振成像光谱仪制造技术

本发明专利技术提供一种偏振成像光谱仪，包括：望远系统、偏振调制系统、会聚系统、偏振干涉系统和成像系统。目标场景发出的目标光场入射至望远系统中被准直为平行光场；平行光场入射到偏振调制系统；平行光场依次经过偏振调制系统得到线偏振光场入射至会聚系统；会聚系统对线偏振光场进行多重成像形成多重成像光场阵列入射到偏振干涉系统得到右旋圆偏振光和左旋圆偏振光；左旋圆偏振光与右旋圆偏振光叠加干涉形成偏振干涉像场阵列入射到检偏器偏振片得到线偏振光入射至成像系统，最终得到偏振干涉图像阵列；通过对偏振干涉图像阵列进行干涉图信号提取和傅里叶变换处理，进而解调出目标光场在所有视场中各斯托克斯参量的光谱信息。场在所有视场中各斯托克斯参量的光谱信息。场在所有视场中各斯托克斯参量的光谱信息。

【技术实现步骤摘要】
偏振成像光谱仪


[0001]本专利技术涉及光谱
，特别涉及一种偏振成像光谱仪。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，空间探测、军事侦察、医学工程、资源遥感等高新
，对目标探测与识别的精度要求和实时性要求越来越高。由于成像可以获得整个目标的场景信息，光谱可以反映目标场景中各点的成分及含量信息，而偏振可以获取目标细节特征并抑制复杂环境影响，因此将成像光谱技术与偏振成像技术相结合，构建多维信息同步测量系统已成为十分迫切的应用需求。由于红外谱段的偏振成像可全天候对目标进行探测、跟踪和识别，具有更加卓越的优势，因此探测波段也向着波长更长的红外方向扩展。而傅里叶变换光谱技术具有多通道、高通量、波数精度高、杂散光低等优点，可实现对弱辐射体的高分辨率探测和分析，是红外波段最有力的光谱探测技术。但传统的傅里叶变换红外光谱技术因动镜扫描机制在可靠性、稳定性与实时性方面受到了一定的限制，因此基于静态干涉系统的红外偏振成像光谱技术具有更大的发展潜力与重要的应用价值。
[0003]目前的偏振成像光谱探测技术正处于快速发展阶段，偏振成像光谱探测系统结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种偏振成像光谱仪，其特征在于，沿光束传播方向依次包括：望远系统、偏振调制系统、会聚系统、偏振干涉系统和成像系统；目标场景发出的目标光场入射至所述望远系统中被准直为平行光场；所述平行光场入射到所述偏振调制系统；所述偏振调制系统包括：第一高阶相位延迟器、第二高阶相位延迟器和起偏器偏振片；所述平行光场依次经过所述第一高阶相位延迟器和第二高阶相位延迟器进行偏振调制后得到调制光场；所述调制光场再通过所述起偏器偏振片后得到线偏振光场入射至会聚系统；所述会聚系统对所述线偏振光场进行多重成像，形成多重成像光场阵列入射到偏振干涉系统；所述偏振干涉系统包括：偏振分束器、横向多级微反射镜、纵向多级微反射镜、第一四分之一波片、第二四分之一波片、第三四分之一波片、检偏器偏振片；所述偏振分束器用于将所述多重成像光场阵列分解为两束振幅相等、振动方向相互垂直的s偏振多重像场和p偏振多重像场；其中，所述s偏振多重像场经所述偏振分束器反射后经过所述第一四分之一波片变为左旋圆偏振光，所述左旋圆偏振光成像到所述横向多级微反射镜，所述横向多级微反射镜对所述左旋圆偏振光进行分布式相位调制和反射后原路返回，再次经过所述第一四分之一波片后转变为p偏振多重像场，p偏振多重像场经所述偏振分束器透射后得到p偏振多重像场，p偏振多重像场垂直入射至所述第三四分之一波片后转变为右旋圆偏振光；所述p偏振多重像场经所述偏振分束器透射后经过所述第二四分之一波片变为右旋圆偏振光，所述右旋圆偏振光成像到所述纵向多级微反射镜，所述纵向多级微反射镜对所述右旋圆偏振光进行分布式相位调制和反射后原路返回，再次经过所述第二四分之一波片转变为s偏振多重像场，s偏振多重像场经偏振分束器反射后得到s偏振多重像场，s偏振多重像场垂直入射至所述第三四分之一波片后转变为左旋圆偏振光；所述第三四分之一波片用于将透过所述偏振分束器的p偏振多重像场转变为右旋圆偏振光，将被所述偏振分束器反射的s偏振多重像场转变为左旋圆偏振光；所述左旋圆偏振光与右旋圆偏振光叠加干涉形成具有特定光程差分布特点的偏振干涉像场阵列入射到检偏器偏振片；所述偏振干涉像场阵列经所述检偏器偏振片得到线偏振光入射至成像系统得到偏振干涉图像阵列；通过对所述偏振干涉图像阵列进行干涉图信号提取和傅里叶变换处理，进而解调出所述目标光场在所有视场中各斯托克斯参量的光谱信息。2.根据权利要求1所述的偏振成像光谱仪，其特征在于，所述望远系统包括：望远物镜、视场光阑、准直镜；所述目标光场经过望远物镜后成像于所述视场光阑处，所述视场光阑位于所述望远物镜的像方焦平面上，同时位于所述准直镜的物方焦平面上，用于对所述望远物镜成的目标场景的像的视场进行限制；通过所述视场光阑的成像光场经所述准直镜被准直为平行光场；所述准直镜位于所述
会聚系统的物方焦平面上。3.根据权利要求2所述的偏振成像光谱仪，其特征在于，所述第一高阶相位延迟器的快轴方向与x轴正向夹角为45
°
；所述第二高阶相位延迟器的快轴方向沿x轴正向；所述第一高阶相位延迟器和第二高阶相位延迟器的晶体材料为石英、方解石、氟化镁、钒酸钇或偏硼酸钡；所述起偏器偏振片的透光轴方向与x轴正向夹角为45
°
。4.根据权利要求3所述的偏振成像光谱仪，其特征在于，所述平行光场通过所述偏振调制系统后，其全部斯托克斯参量S0、S1、S2、S3被调制于强度参量S0分量中，从而使得所述目标光场的偏振态被探测；设：所述目标光场的波数为ν，所述第一高阶相位延迟器和第二高阶相位延迟器晶体的o光和e光的折射率分别为n
o
和n
e
，所述第一高阶相位延迟器的厚度为d1，所述第二高阶相位延迟器的厚度为d2；则：所述第一高阶相位延迟器出射光的光程差为L1＝(n
e
‑
n
o
)d1，相位延迟量为所述第二高阶相位延迟器出射光的光程差为L2＝(n
e
‑
n
o
)d2，相位延迟量为所述线偏振光场的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕金光，梁静秋，赵百轩，郑凯丰，赵莹泽，陈宇鹏，王惟彪，秦余欣，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：