[發明專利]一種兼容F卡口鏡頭的緊湊型多波段全偏振成像裝置

在審

• 申請號: 202111135855.1
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN113933246A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 黃雁華;武文遠;汪澤焱;楊軍;龔艷春;李霞;冷坤
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學
• 主分類號: G01N21/21
• 分類號: G01N21/21;G01N21/01
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 許婉靜

本發明公開一種兼容F卡口鏡頭的緊湊型多波段全偏振成像裝置，包括相互耦合連接的前置旋轉圓盤和后置固定圓盤，所述前置旋轉圓盤設置有F卡口轉接環，用于連接鏡頭；所述前置旋轉圓盤和后置固定圓盤之間依次設置有濾波轉輪、1/4波片旋轉單元和線偏振片單元；所述濾波轉輪通過濾波轉輪固定軸與后置固定圓盤相連，所述后置固定圓盤上設置有CCD靶面連接環；所述CCD靶面連接環的內端面與1/4波片旋轉單元連接，外端面與CCD探測器靶面連接；所述線偏振片單元安裝在CCD靶面連接環內，該裝置前端能夠兼容市場上的F卡口鏡頭，光學系統孔徑能夠使用通用尺寸元件，實現較高精度的全偏振信息測量。

技術領域

本發明涉及偏振成像探測領域，具體涉及一種兼容F卡口鏡頭的緊湊型多波段全偏振成像裝置。

背景技術

光波包含了振幅、波長、相位、偏振四種獨立的信息，偏振信息已經被證明能夠有效提高目標與背景的對比度，可以同時獲取目標的外觀特性、材料復折射率和表面粗糙度等多維信息，具有“弱光強化、強光弱化”的新特征。偏振態常用斯托克斯矢量表征，偏振遙感等領域往往只使用前三個分量，但是在某些應用領域(如水下成像、去霧檢測等)，第四個圓偏分量是不能忽略的，能夠獲取斯托克斯矢量的全部四個分量的技術稱為全偏振成像。因此，研制高精度的偏振測量儀、全偏振成像設備等科學儀器成為了人們始終追求的目標。

現有全偏振成像方法主要是同時偏振成像和分時偏振成像。同時偏振成像采用多組偏振探測單元同時獲取目標的偏振信息，但體積龐大，光學系統復雜、定標難度大，導致獲取偏振信息的精度不高，一般應用于偏振精度要求不高的場合；而分時偏振成像采用單組偏振探測單元多次獲取偏振信息，優點是體積小結構緊湊、具備精簡的最優光學系統，性能穩定，易得到較高的定標精度，一般定位于科研級高精度的偏振測量。

經檢索發現，2018年韓宏偉公開的《一種同時全偏振成像裝置以及方法》，授權公布號CN109343230A，能夠獲得全偏振信息，體積較大、結構較復雜，各偏振探測單元光學性能的不一致性是該方法在偏振探測中無法消除的誤差因素，造成偏振信息探測精度不高。2020年馮斌等公開的《分焦平面偏振探測器的制作方法及正交偏振圖像獲取方法》，授權公布號CN111664943B，該方式是將微陣列偏振片封裝在探測器像元前，具有更小的體積和重量，但空間分辨率低，消光比低，精度不高。

經檢索發現，2015年公開的《一種緊湊型多波段全偏振成像的自動化裝置》，授權公布號CN104535187A，能夠進行濾波片、相位延遲片和偏振片等偏振元件的多角度組合，但是由三個電機分別對偏振元件進行驅動，也增加了整個鏡頭系統的振動幅度，降低了偏振成像的精度。

對于獲取靜態目標偏振信息而言，兼顧體積、成本、空間分辨率和偏振精度來看，分時偏振成像是最佳的選擇。而光學系統的偏振態變化、高斯噪聲、泊松噪聲和偏振元件特性(消光比、相位延遲量)等問題，對偏振信息的測量精度有重要的影響，需要探索一套通用和精度容易提高的解決方案。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本發明提供一種兼容F卡口鏡頭的緊湊型多波段全偏振成像裝置，該裝置前端能夠兼容市場上的F卡口鏡頭，可實現可見光、近紅外波段的多波段全偏振參數測量。

本發明是通過以下技術方案予以實現的：

一種兼容F卡口鏡頭的緊湊型多波段全偏振成像裝置，包括相互耦合連接的前置旋轉圓盤和后置固定圓盤，所述前置旋轉圓盤設置有F卡口轉接環，用于連接鏡頭；所述前置旋轉圓盤和后置固定圓盤之間依次設置有濾波轉輪、1/4波片旋轉單元和線偏振片單元；所述濾波轉輪通過濾波轉輪固定軸與后置固定圓盤相連，所述后置固定圓盤上設置有CCD靶面連接環；所述CCD靶面連接環的內端面與1/4波片旋轉單元連接，外端面與CCD探測器靶面連接；所述線偏振片單元安裝在CCD靶面連接環內。