[發(fā)明專利]同步偏振調(diào)制干涉成像光譜偏振探測(cè)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210563403.8
• 申請(qǐng)日: 2012-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103063303A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建欣;孟鑫;劉德芳;周偉;郭仁慧;沈華;馬駿;朱日宏;陳磊;何勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01J3/447
• 分類號(hào): G01J3/447;G01J3/45;G01J4/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國(guó)

1.一種同步偏振調(diào)制干涉成像光譜偏振探測(cè)裝置，其特征在于包括在同一光軸順次放置的前置偏振成像系統(tǒng)(1)、像面干涉成像光譜儀(2)和信號(hào)處理系統(tǒng)(3)；其中前置偏振成像系統(tǒng)(1)包括沿光路方向依次設(shè)置的偏振元件陣列(11)、成像物鏡(12)和微透鏡陣列(13)，并且微透鏡陣列(13)置于成像物鏡(12)的像面處；像面干涉成像光譜儀(2)包括沿光路方向依次設(shè)置的準(zhǔn)直物鏡(21)、橫向剪切分束器(22)、成像物鏡(23)、探測(cè)器(24)；信號(hào)處理系統(tǒng)(3)與探測(cè)器(24)相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步偏振調(diào)制干涉成像光譜偏振探測(cè)裝置，其特征在于所述的偏振元件陣列(11)包括沿光路方向依次放置的相位延遲片陣列(111)和線偏振片陣列(112)，相位延遲片陣列(111)由四個(gè)共平面的相位延遲片組成，且相位延遲片的快軸方向從左上開(kāi)始沿順時(shí)針與參考方向夾角依次為0°、45°、90°、0°；線偏振片陣列(112)由四個(gè)共平面的線偏振片組成，線偏振片的通光軸方向從左上開(kāi)始沿順時(shí)針與參考方向夾角依次為0°、45°、90°、45°。

3.一種基于權(quán)利要求1所述的同步偏振調(diào)制干涉成像光譜偏振探測(cè)裝置的探測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，來(lái)自目標(biāo)各點(diǎn)的入射光進(jìn)入前置偏振成像系統(tǒng)(1)，首先通過(guò)前置偏振成像系統(tǒng)(1)中的偏振元件陣列(11)，形成攜帶四組不同偏振態(tài)信息的光束并穿過(guò)成像物鏡(12)，在成像物鏡(12)像面處的微透鏡陣列(13)上成像，形成四個(gè)攜帶不同偏振信息的像點(diǎn)，將攜帶四組不同偏振態(tài)信息的光束在微透鏡陣列(13)后焦面的空間上分開(kāi)；

第二步，微透鏡陣列(13)后焦面上各點(diǎn)光線射入像面干涉成像光譜儀(2)的準(zhǔn)直物鏡(21)，以準(zhǔn)直光的形式進(jìn)入到橫向剪切分束器(22)，橫向剪切分束器(22)把入射的準(zhǔn)直光橫向一分為二，從而引入光程差信息；

第三步，經(jīng)過(guò)橫向剪切分束器(22)的出射光經(jīng)過(guò)后置成像物鏡(23)，在成像物鏡(23)后焦面處的探測(cè)器(24)靶面上得到攜帶有干涉信息和偏振態(tài)信息的目標(biāo)圖像，并將攜帶有干涉信息和偏振態(tài)信息的目標(biāo)圖像轉(zhuǎn)化為電信號(hào)進(jìn)入信號(hào)處理系統(tǒng)(3)；

第四步，信號(hào)處理系統(tǒng)(3)從收到的電信號(hào)中提取出在各偏振態(tài)下目標(biāo)各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的干涉數(shù)據(jù)，對(duì)干涉數(shù)據(jù)其進(jìn)行傅里葉變換，從而得到目標(biāo)各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的四組不同偏振態(tài)信息，四組偏振態(tài)信息組成四個(gè)方程組：

S₀(σ)+S₁(σ)＝B₀(σ)

S₀(σ)+S₂(σ)＝B₁(σ)

S₀(σ)-S₁(σ)＝B₂(σ)

S₀(σ)+S₂(σ)cosδ(σ)+S₃(σ)sinδ(σ)＝B₄(σ)

式中，σ為波數(shù)，S₀，S₁，S₂，S₃為目標(biāo)的Stokes偏振信息，B₀，B₁，B₂，B₃為四組傅里葉變換復(fù)原光譜，通過(guò)求解最終獲得目標(biāo)二維空間光強(qiáng)信息、各點(diǎn)光譜信息和全Stokes偏振信息。