[發明專利]基于FLC的高光譜全偏振成像裝置和方法

有效

• 申請號: 201610065626.X
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105675134B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 李建欣;周建強;柏財勛;沈燕
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/447;G01J3/45
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 朱沉雁

1.一種基于FLC的高光譜全偏振成像裝置，其特征在于：包括沿光路方向依次放置的前置成像物鏡（1）、光闌（2）、準直物鏡（3）、偏振調制系統（4）、Sagnac干涉器（5）、后置成像物鏡（6）和探測器（7）；前置成像物鏡（1）的成像面與準直物鏡（3）的前焦面重合，光闌（2）位于前置成像物鏡（1）的成像面上；偏振調制系統（4）包括沿光路依次設置的第一鐵電液晶（41）、第一相位延遲片（42）、第二鐵電液晶（43）、第二相位延遲片（44）和線偏振器（45），第一鐵電液晶（41）、第一相位延遲片（42）、第二鐵電液晶（43）和第二相位延遲片（44）的快軸及線偏振器（45）的透光軸均位于與光路垂直的平面上；探測器(7)的靶面位于后置成像物鏡（6）的像面位置。

2.基于權利要求1所述的基于FLC的高光譜全偏振成像裝置的成像方法，其特征在于，方法步驟如下：

步驟一：來自目標各點的光進入前置成像物鏡（1），通過光闌（2）限制前置成像物鏡（1）的像面形狀和尺寸，消除雜散光，再由準直物鏡（3）準直，出射平行光束；光闌（2）位于前置成像物鏡（1）的成像面處，準直物鏡（3）的物方焦平面與前置成像物鏡（1）的像面重合；

步驟二：從準直物鏡（3）出射的光束進入偏振調制系統（4），光束依次通過第一鐵電液晶（41）、第一相位延遲片（42）、第二鐵電液晶（43）、第二相位延遲片（44）和線偏振器（45）；第一鐵電液晶（41）、第二鐵電液晶（43）在電壓的控制下，快軸角度發生0^o和45^o切換，第一鐵電液晶（41）、第二鐵電液晶（43）組合后共有四組快軸角度變化的形式；當偏振調制系統（4）每進行一步干涉掃描時，每個鐵電液晶的快軸角度改變兩次，即每步干涉掃描時入射光經過四組快軸角度狀態的調制，并獲得四幅干涉圖像；

步驟三：經過偏振調制后的光束進入Sagnac干涉器（5），Sagnac干涉器（5）包括分束鏡（51）、第一反射鏡（52）和第二反射鏡（53），光線經過分束鏡（51）分為反射光和透射光，反射光依次經過第一反射鏡（52）和第二反射鏡（53），再經分束鏡（51）反射后出射至后置成像物鏡（6）；透射光依次經過第二反射鏡（53）和第一反射鏡（52）后，再經分束鏡（51）透射后出射至后置成像物鏡（6）；

步驟四：由Sagnac干涉器（5）出射的光束，經后置成像物鏡（6）后成像在探測器（7）上；

步驟五：每個物點經過偏振調制系統（4）和Sagnac干涉器（5）調制后形成的像點成像在探測器（7）對應的象元上，在探測器（7）的靶面上獲取物點的干涉光強信息，并對干涉光強信息進行處理，得到目標各點的光譜信息及全偏振信息。

3.根據權利要求2所述的基于FLC的高光譜全偏振成像裝置的成像方法，其特征在于：上述步驟五中，對干涉光強信息進行處理，具體方法如下：

通過采用內置掃描或者系統整體掃描的方式對探測目標進行推掃，獲取目標各點不同光程差下的干涉信息的目標干涉圖像，并轉化為電信號，對獲取的電信號提取目標各點不同光程差下的干涉數據，提取各stokes偏振矢量下的干涉數據，對其進行傅里葉變換，從而獲取目標各點的光譜信息及全偏振信息。

4.根據權利要求3所述的基于FLC的高光譜全偏振成像裝置的成像方法，其特征在于，上述采用內置掃描方式具體步驟為：轉動Sagnac干涉器（5），旋轉軸經過分束鏡（51）中心，旋轉軸方向垂直于紙面所在平面。

5.根據權利要求3所述的基于FLC的高光譜全偏振成像裝置的成像方法，其特征在于，上述整體掃描方式具體步驟為：平移或旋轉整個基于FLC的高光譜全偏振成像裝置。