專利名稱：一種靜態(tài)干涉成像偏振儀及獲得目標(biāo)的偏振信息的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學(xué)領(lǐng)域，涉及一種靜態(tài)干涉成像偏振儀的結(jié)構(gòu)及利用該靜態(tài)干涉成像偏振儀獲得目標(biāo)的偏振信息的方法。
背景技術(shù)：
近幾十年來，隨著信息科學(xué)及空間遙感技術(shù)的飛速發(fā)展，誕生了一種利用偏振技術(shù)對目標(biāo)進(jìn)行多方面探測的新方法。光波是一種橫電磁波，其電矢量與光的傳播方向相互垂直，電場振動(dòng)方向相對于光傳播方向的不對稱性即稱為偏振。當(dāng)光波在某種介質(zhì)中或界面上發(fā)生反射、散射、透射和吸收時(shí)，其出射光都將表現(xiàn)出由目標(biāo)自身性質(zhì)所決定的特征偏振，不同物體或同一物體的不同狀態(tài)將產(chǎn)生不同的偏振。那么探測和獲取物體的這一偏振信息并加以分析，就可以得到物體的材質(zhì)、形貌、狀態(tài)等特征。偏振信息探測能夠提供傳統(tǒng)輻射測量不能提供的有關(guān)目標(biāo)發(fā)射和輻射光的偏振信息，而且與輻射測量相比，偏振信息探測具有更高的準(zhǔn)確度、清晰度和對比度。因此這一技術(shù)在誕生之初便得到了世界各國的高度重視，其相關(guān)理論及器件的研究一直是各國空間技術(shù)競相研究的熱點(diǎn)。目前研究比較成熟的偏振信息探測方法有兩種第一種是電光、磁光、光彈調(diào)制法。入射光通過一系列的檢測光學(xué)元件(如檢偏器和相位延遲器等)通過機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)或連續(xù)的周期性調(diào)制改變檢測光學(xué)元件的狀態(tài)(如起偏振角或相位延遲角等)，測出一組出射光的光強(qiáng)值，并對之作傅立葉分析，進(jìn)而得到描述光偏振態(tài)的Mokes矢量的4個(gè)參數(shù)。這種傳統(tǒng)的測量方式具有運(yùn)動(dòng)部件，不利于精密控制和測量，且只適用于穩(wěn)恒光束或緩變的連續(xù)輻射光束，對于快速變化的偏振態(tài)無法進(jìn)行實(shí)時(shí)探測。第二種是四探測器振幅分割法，采用波前分割或者振幅分割的方式，將待測光源分割成若干分立小光源，進(jìn)行通道探測，同時(shí)完成對目標(biāo)某一瞬時(shí)四個(gè)Mokes參數(shù)的測量。這種方法無機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)主要適用于脈沖光源或者瞬變的偏振態(tài)測量，但是其系統(tǒng)中部件過多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜不緊湊，非常不利于航天、航空和遙感探測中的應(yīng)用。K. Oka曾提出一種通道光譜探測方法，具有實(shí)時(shí)探測光譜和偏振信息的能力，但是不能獲得圖像信息。本課題組曾提出了一種自行研制的基于Mvart偏光鏡的新型偏振干涉成像光譜儀，可以同時(shí)獲得目標(biāo)的光譜和圖像信息，但是不能獲得的偏振信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能同時(shí)測得目標(biāo)的形影信息、光譜信息及偏振信息的靜態(tài)干涉成像偏振儀及利用該靜態(tài)干涉成像偏振儀獲得目標(biāo)的偏振信息的方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種靜態(tài)干涉成像偏振儀，包括沿入射光方向依次設(shè)置的前置望遠(yuǎn)系統(tǒng)、調(diào)制延遲器、偏振干涉儀、光學(xué)收集透鏡、面陣探測器和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，所述調(diào)制延遲器由第一延遲器和第二延遲器組成；所述偏振干涉儀由起偏器、Savart 偏光鏡(薩瓦爾偏光鏡)和檢偏器組成；其中由目標(biāo)發(fā)出的入射光經(jīng)前置望遠(yuǎn)系統(tǒng)準(zhǔn)直后進(jìn)入調(diào)制延遲器，經(jīng)過調(diào)制延遲器后成為加載有調(diào)制信息的出射光，該出射光再通過偏振干涉儀變成兩束振動(dòng)平行且傳播方向平行于入射光方向的線偏振光，該線偏振光經(jīng)過收集透鏡后發(fā)生干涉并匯聚于面陣探測器上，再經(jīng)計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)處理獲得目標(biāo)的形影信息、 光譜信息和偏振信息。
優(yōu)選的，所述的第一延遲器與第二延遲器的厚度比例為1 2。
優(yōu)選的，所述的第一延遲器的快軸方向與第二延遲器的快軸方向的夾角為45^
優(yōu)選的，所述起偏器和檢偏器的透光方向與第一延遲器的快軸方向平行。
本發(fā)明還提供照以下步驟進(jìn)行
步驟-
4中根據(jù)上述靜態(tài)干涉成像偏振儀獲得目標(biāo)的偏振信息的方法，按
權(quán)利要求
1.一種靜態(tài)干涉成像偏振儀，其特征在于包括沿入射光方向依次設(shè)置的前置望遠(yuǎn)系統(tǒng)⑴、調(diào)制延遲器⑵、偏振干涉儀⑶、光學(xué)收集透鏡⑷、面陣探測器(5)和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)(6)，所述調(diào)制延遲器O)由第一延遲器和第二延遲器0 組成；所述偏振干涉儀(3)由起偏器(31)、薩瓦爾偏光鏡(32)和檢偏器(33)組成；其中由目標(biāo)發(fā)出的入射光經(jīng)前置望遠(yuǎn)系統(tǒng)(1)準(zhǔn)直后進(jìn)入調(diào)制延遲器0)，經(jīng)過調(diào)制延遲器( 后成為加載有調(diào)制信息的出射光，該出射光再通過偏振干涉儀C3)變成兩束振動(dòng)平行且傳播方向平行于入射光方向的線偏振光，該線偏振光經(jīng)過收集透鏡(4)后發(fā)生干涉并匯聚于面陣探測器(5)上，再經(jīng)計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)(6)處理獲得目標(biāo)的形影信息、光譜信息和偏振信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)干涉成像偏振儀，其特征在于所述的第一延遲器與第二延遲器02)的厚度比例為1 2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)干涉成像偏振儀，其特征在于所述的第一延遲器的快軸方向與第二延遲器0 的快軸方向的夾角為45°。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜態(tài)干涉成像偏振儀，其特征在于所述起偏器(31)和檢偏器(3 的透光方向與第一延遲器的快軸方向平行。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)干涉成像偏振儀獲得目標(biāo)的偏振信息的方法，其特征在于所述的方法按照以下步驟進(jìn)行步驟一由公式(1)獲得靜態(tài)干涉成像偏振儀的Mueller矩陣M "10 10"
全文摘要
本發(fā)明涉及一種靜態(tài)干涉成像偏振儀，其裝置包括沿入射光方向依次設(shè)置的前置望遠(yuǎn)系統(tǒng)、調(diào)制延遲器、偏振干涉儀、光學(xué)收集透鏡、面陣探測器和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，所述調(diào)制延遲器由第一延遲器和第二延遲器組成；所述偏振干涉儀由起偏器、Savart偏光鏡和檢偏器組成。本發(fā)明具有同時(shí)測得形影信息、光譜信息及偏振信息的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01J3/447GK102426058SQ20111027170
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者吳海英, 張淳民, 朱化春, ?，摤?申請人:西安交通大學(xué)