[發明專利]基于微納法布里-珀羅諧振腔的偏振高光譜成像裝置

在審

• 申請號: 202010626581.5
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111735776A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 劉曉;孫曉兵;黃紅蓮;提汝芳
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01N21/21
• 分類號: G01N21/21;G01N21/31;G01N21/01
• 代理公司: 合肥市上嘉專利代理事務所(普通合伙) 34125
• 代理人: 郭華俊

本發明屬于高光譜偏振成像技術領域，具體公開了一種基于微納法布里?珀羅諧振腔的偏振高光譜成像裝置，包括：沿入射光方向依次設置的第一光學鏡組、電控檢偏模塊、微納法布里?珀羅諧振腔陣列、第二光學鏡組和探測器，及數據采集控制和處理系統；第一光學鏡組，用于收集二維空間目標發出的光作為入射光；電控檢偏模塊，用于將不完全偏振光檢偏為不同檢偏方向的線偏振光；微納法布里?珀羅諧振腔陣列，用于獲得每個方向的線偏振光的多個波段的光譜；第二光學鏡組，用于各波段光譜分別匯聚至探測器；本發明能夠實現畫幅式偏振高光譜圖像信息高速、高分辨率和高精度的采集。

技術領域

本發明屬于光學遙感探測技術，特別是一種基于微納法布里-珀羅諧振腔 的偏振高光譜成像裝置。

背景技術

物體輻射的電磁波中含有目標的空間、光譜和偏振等重要遙感信息，不僅 能用于反演目標的形態及物理化學等特性，還能去除背景噪聲提供高對比度的 表面、形貌、陰影和粗糙度等信息。為使空間、光譜和偏振三維信息優勢互補， 增強探測復雜背景中目標的能力，應運而生了集三維信息獲取技能于一體的新 型前沿遙感探測技術：偏振光譜成像技術。

偏振高光譜成像技術是融合了光譜測量、偏振測量和成像技術的一種新型 光電成像探測技術，它可以同時獲取目標反射光的強度信息、光譜信息和偏振 信息等三種本征信息。該技術能夠反演目標在不同光譜波段下的強度特性和偏 振特性，較大提高光對目標本征信息的描述能力，使目標探測識別更準確。

偏振高光譜成像技術是由偏振成像技術和高光譜分光技術融合而成，后兩 者自身工作特點決定著前者的特性。現有的偏振成像技術通常為調整偏振分析 器、分孔徑偏振成像、分振幅偏振成像、分光偏振成像、分像素偏振成像之一 實現，現有的高光譜成像技術通常借助不同的光譜處理機制實現二維場景的高 光譜圖像，常見的光譜處理機制例如：色散型光譜處理機制、干涉型光譜處理 機制、濾光片型光譜處理機制。

色散型光譜處理機制是基于狹縫和色散元件，采用推掃方式獲取二維場景 的光譜圖像。整體存在著光譜分辨率和光通量受到狹縫制約，且需要推掃才能 實現二維場景圖像信息的采集的不足。

干涉式光譜處理機制通過干涉儀分光，對干涉結果進行傅里葉變換后得到 光譜信息。整體存在著干涉儀內部大多需要運動部件產生干涉，抗震能力較差， 且同樣需要推掃才能實現二維場景圖像信息的采集的不足。

濾光片型光譜處理機制通過濾光片實現分譜。整體存在著一個濾光片只能 獲得一個單個光譜波段的二維場景圖像信息采集，全光譜成像需要通過切換濾 光片分時獲取的不足。

整體的，采用現有技術搭建的偏振高光譜成像裝置存在著結構、光譜獲取 速度、偏振成像精度、光譜覆蓋范圍、光譜分辨率之間的相互制衡，很難同時 優化結構、偏振成像精度、光譜覆蓋范圍、光譜分辨率各項指標。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于微納法布里-珀羅諧振腔的偏振高光譜成像 裝置，以解決現有技術中的不足。

本發明采用的技術方案如下：

一種基于微納法布里-珀羅諧振腔的偏振高光譜成像裝置，包括：

沿入射光方向依次設置的第一光學鏡組、電控檢偏模塊、微納法布里-珀 羅諧振腔陣列、第二光學鏡組和探測器，及數據采集控制和處理系統；

所述第一光學鏡組，用于收集二維空間目標發出的光作為入射光，其中， 所述入射光為不完全偏振光；所述電控檢偏模塊，用于將所述不完全偏振光檢 偏為不同檢偏方向的線偏振光；所述微納法布里-珀羅諧振腔陣列，用于獲得 每個方向的所述線偏振光的多個波段的光譜；第二光學鏡組，用于各波段所述 光譜分別匯聚至所述探測器；所述數據采集控制和處理系統，用于控制所述電 控檢偏模塊獲得不同檢偏方向，且控制所述探測器快照所述待探測光譜得到每 個偏振方向的高光譜數據立方體，和處理所述高光譜數據立方體。