[發(fā)明專利]干涉光場成像高光譜全偏振探測裝置

有效

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• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN102680101A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設計）人: 李建欣;朱日宏;沈華;郭仁慧;馬駿;陳磊;何勇;高志山;王青;孟鑫;姚良濤;周偉;崔艷軍;王小鋒
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01J3/45
• 分類號: G01J3/45;G01J3/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發(fā)明屬于光學探測領域，特別是一種能夠同時獲得目標空間二維圖像信息、目標各點光譜信息和每一譜段的全Stokes偏振分量四維信息的干涉光場成像高光譜全偏振探測裝置。

背景技術

成像偏振技術和成像光譜技術作為光學探測領域的新技術在過去十幾年時間里得到了很大發(fā)展，其中成像偏振技術采用輻射成像技術和偏振測量技術相結合方法，能夠獲得目標的二維空間輻射光強信息和目標各點的偏振信息；成像光譜技術采用輻射成像技術和光譜測量技術相結合方法，能夠獲得目標的二維空間輻射光強信息和目標各點的光譜信息。

將成像光譜技術和成像偏振技術相結合變得到了一種新的光學探測技術，即成像光譜偏振探測技術。成像光譜偏振技術融合了成像光譜技術和成像偏振技術的特點，能夠同時獲得目標的二維空間光強信息和目標各點的光譜信息，以及每點各譜段的偏振信息。成像光譜偏振技術作為一種新的光學探測技術，增加了光學探測的信息量，提高了對目標的探測和識別能力，具有廣闊的應用前景，在工業(yè)、農業(yè)、軍事偵察、大氣探測等領域具有重要的應用價值。

成像光譜偏振技術作為一種新的光學探測技術，得到了多個國家，尤其是歐美日等發(fā)達國家的廣泛關注。目前成像光譜偏振技術主要有基于聲光調制的成像光譜偏振技術、基于電光調制的成像光譜偏振技術、基于層析成像的成像光譜偏振技術、基于干涉成像光譜的成像光譜偏振技術。因為干涉成像光譜技術具有高通量、高光譜分辨率、高目標分辨率等優(yōu)點，所以基于干涉成像光譜技術的成像光譜偏振技術具有較高研究價值。

現(xiàn)有的基于干涉成像光譜技術的成像光譜偏振技術多是在干涉成像光譜探測裝置前面加入偏振組件，通過偏振組件把目標的偏振信息調制到不同的波數(shù)上，通過后面干涉成像光譜裝置后，不同的Stokes分量在干涉圖上分開。提取不同的Stokes分量對應干涉圖，采用傅里葉變換方法便可以得到光譜信息。

中國發(fā)明專利申請“無源靜態(tài)三角共路干涉成像光譜全偏振探測裝置”（申請公布號：CN101799327A，公布日：2010.08.11）公開了一種干涉成像光譜全Stokes偏振分量探測裝置，包括前置光學望遠系統(tǒng)、靜態(tài)全光調制模塊、靜態(tài)干涉成像光譜儀、成像鏡組、探測器以及信號獲取與處理系統(tǒng)，目標源發(fā)出的光準直后進行相伴調制，成為兩束平等偏振光，經成像鏡后匯聚于探測器上成像并發(fā)生干涉，信號送信號獲取與處理系統(tǒng)處理。但是該方法中每種偏振態(tài)只對應一小段干涉信息，這就大大降低了裝置的光譜分辨率。與此同時相鄰Stokes分量的干涉信息存在混疊現(xiàn)象，進一步降低了裝置光譜分辨率，甚至會影響復原光譜準確度，并且其靜態(tài)全光調制模塊結構復雜，生產成本高。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種干涉光場成像高光譜全偏振探測裝置，單次測量便可得到目標二維空間光強信息、目標各點全Stokes偏振分量、目標各點高分辨率光譜信息，而且結構簡單，生產成本低。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術解決方案為：一種干涉光場成像高光譜全偏振探測裝置，包括順序配置的前置光學望遠系統(tǒng)、橫向剪切干涉系統(tǒng)、光場成像系統(tǒng)、面陣探測器和信號處理系統(tǒng)，被探測目標光線依次通過所述前置光學望遠系統(tǒng)、橫向剪切干涉系統(tǒng)、光場成像系統(tǒng)，到達面陣探測器，信號處理系統(tǒng)從面陣探測器獲取帶有偏振信息的干涉圖像，通過處理得到被探測目標的二維空間圖像、高光譜信息和全Stokes偏振分量。

所述光場成像系統(tǒng)包括同軸順序設置的成像鏡組前組件、偏振片陣列、成像鏡組后組件和光場成像器件。所述光場成像器件為針孔陣列或微透鏡陣列。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點：

1、單次測量便可獲得目標二維空間光強信息、各點光譜信息和全Stokes偏振分量；

2、各偏振態(tài)下干涉信息不存在混疊現(xiàn)象，裝置的光譜分辨率和復原光譜準確度高；

3、整個裝置結構簡單，生產成本低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明干涉光場成像高光譜全偏振探測裝置的結構示意圖。

圖2是圖1中的光場成像系統(tǒng)結構示意圖。

圖3是圖2中的針孔陣列光場成像器件。

圖4是圖2中的微透鏡陣列光場成像器件。

圖中，1為前置光學望遠系統(tǒng)，2為橫向剪切干涉系統(tǒng)，3為光場成像系統(tǒng)，4為面陣探測器，5為信號處理系統(tǒng)，31為成像鏡組前組件，32為偏振片陣列，33為成像鏡組后組件，34為光場成像器件，341為針孔陣列，342為微透鏡陣列。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。