[發明專利]一種采用渥拉斯頓棱鏡進行偏振分光的成像光學系統

在審

• 申請號: 201610963582.2
• 申請日: 2016-10-27
• 公開（公告）號: CN107991784A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 許敏達
• 申請（專利權）人: 北京遙感設備研究所
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28;G02F1/13
• 代理公司: 中國航天科工集團公司專利中心11024
• 代理人: 岳潔菱,姜中英

1.一種采用渥拉斯頓棱鏡進行偏振分光的成像光學系統，包括：光學鏡頭（2）和探測器（5），其特征在于還包括：渥拉斯頓棱鏡（1）、空間光調制器（3）和檢偏器（4）；其中，空間光調制器（3）包括：液晶層（6）和驅動電路（7）；

渥拉斯頓棱鏡（1）由兩塊直角棱鏡膠粘而成，兩塊直角棱鏡均采用雙折射晶體，兩塊直角棱鏡的光軸互相垂直，同時平行于各自的表面，渥拉斯頓棱鏡（1）置于光學鏡頭（2）的入瞳處；光學鏡頭（2）由三個透鏡組組成，第一透鏡組為會聚透鏡組，位于光學鏡頭（2）最前方，將入射平行光會聚成中間像面，第二透鏡組為場鏡，位于中間像面處，第三透鏡組為二次成像透鏡組，位于中間像面后方，將中間像會聚成像至像面，同時將出瞳位置成像至最后一片透鏡的后面；空間光調制器（3）置于光學鏡頭（2）出瞳處；空間光調制器（3）中的液晶層（6）和驅動電路（7）之間通過排線連接；檢偏器（4）置于空間光調制器（3）后方；探測器（5）置于光學鏡頭（2）像面處；

當成像光學系統工作時，外部光線進入反向放置的渥拉斯頓棱鏡（1），此時，渥拉斯頓棱鏡（1）作為合束棱鏡，兩束光矢量相互垂直的不同視場的光線分別經過渥拉斯頓棱鏡（1）之后成為一束光線，進入光學鏡頭（2）；因此，光學鏡頭（2）的視場被渥拉斯頓棱鏡（1）分為左右兩部分，視場擴大一倍，并且兩個視場中的光線為光矢量相互垂直的線偏振光；光線經過光學鏡頭（2）之后到達空間光調制器（3），空間光調制器（3）通過驅動電路（7）調節液晶層（6）兩端的電壓大小，控制通過光束的偏振狀態；在液晶層（6）的兩端施加電壓時，液晶分子的取向會發生變化，光通過液晶的相位延遲發生相應的變化，達到調制偏振態的目的；通過不斷變換空間光調制器（3）上施加的電壓大小，改變出射光線的偏振態；調制后出射的偏振光線到達檢偏器（4），當光線的偏振態與檢偏器（4）一致時，光線通過檢偏器（4）到達探測器（5），實現成像；空間光調制器（3）與檢偏器（4）共同作用，選擇需要成像的光學系統視場部分；通過使用不同頂角的棱鏡，實現兩個視場之間不同的分開角度；同時，渥拉斯頓棱鏡（1）置于光學鏡頭（2）的入瞳處，空間光調制器（3）置于光學鏡頭（2）的出瞳處，不會在像面成像，因此不會產生鬼像的雜散光。