一種完全偏振高光譜成像裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及光譜成像技術領域，尤其涉及一種完全偏振高光譜成像裝置。
【背景技術】
[0002]光譜成像儀能夠同時獲取目標的二維空間圖像和一維光譜信息，既能直觀反映被測目標的幾何形貌，又能提供目標的理化屬性，是一種圖譜結合的探測手段。同時，不可忽視的是，偏振特性是光所具有的一種特殊性質，自然界中的任何物體在散射、反射光的過程中都會產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，并且這種偏振特征能夠反映目標本身的特征，因此偏振成像探測技術與強度成像、光譜成像、紅外輻射成像等技術相比，具有獨特的優(yōu)勢:除了獲取傳統(tǒng)成像信息外，還能夠額外獲取偏振多維信息。
[0003]偏振光譜成像技術將光學強度成像、光譜成像和偏振技術有機結合起來，可同時獲取目標物體二維空間位置信息、目標物體屬性的光譜信息以及測量目標的偏振態(tài)。目標物福射或反射光的偏振特性與物體的內部結構或表面特征相關，相比傳統(tǒng)強度成像，偏振光譜成像增加了多個偏振維度(偏振度、偏振方向、偏振橢率等)以及一個光譜維度，大大提高了信息量，利用目標輻射、透射、反射或散射光的光譜特性和偏振特性，可以分析目標的物理和化學特性，結合空間特性，可對目標進行有效的觀測和識別?？稍趶碗s環(huán)境中有效檢測和識別常規(guī)手段無法識別的目標，如人造物目標或水下目標，特別是隱藏或偽裝的目標，傳統(tǒng)相機或攝像機無法對其進行有效成像。因此，偏振光譜成像技術具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ菄鴥韧怅P注的研宄和應用開發(fā)熱點之一。
[0004]目前常見的偏振光譜成像技術基本分為時序型、空間型和干涉型；其中空間型的偏振光譜成像裝置以其可實現(xiàn)同時成像，即一次成像獲取目標多幅偏振圖像，而獲得實用化的成像光譜儀器，是目前研宄最多的偏振光譜成像儀；主要包含多個子系統(tǒng)共同成像方式、分振幅、分焦面、分孔徑以及偏振光柵光譜成像五種基本的結構形式。
[0005]其中，多個子系統(tǒng)共同成像方式:利用分束器件或采用多個子系統(tǒng)，獲取目標不同偏振狀態(tài)下的強度圖像陣列，通過計算得到目標Stokes分量圖。如圖1為多個子系統(tǒng)共同成像方式中的透鏡陣列系統(tǒng)方案示意圖。
[0006]分孔徑偏振成像系統(tǒng)通常采用的分孔徑分光系統(tǒng)一般采用離軸或偏心系統(tǒng)，為設計和裝調帶來一定的困難。與其它空域偏振成像系統(tǒng)一樣，它同樣存在像面上像點之間配準誤差會引入偏振測量誤差的問題。
[0007]典型的分振幅偏振成像系統(tǒng)的結構示意圖如圖2所示。從目標發(fā)射的光經(jīng)分束鏡分成兩束:其中一束先經(jīng)過快軸方向與X軸成45°的四分之一波片后，再經(jīng)過偏振分束鏡、成像透鏡后在像面上得到兩個偏振分量的強度圖；另一束光經(jīng)過快軸方向與X軸成11.25。的二分之一波片，再經(jīng)過偏振分束鏡、成像透鏡后在像面上得到另外兩個偏振分量的強度圖。然而，由于需要分成多個子光學系統(tǒng)，采用多個CCD記錄多幅偏振強度圖像，故一般整個系統(tǒng)體積較大；且當各通道采用的光學系統(tǒng)存在成像特性及像質差異及各CCD探測器參數(shù)不同，都會引入額外的偏振測量誤差。
[0008]以上這些傳統(tǒng)的偏振光譜成像裝置系統(tǒng)過于復雜，誤差源較多，難于加工和裝調，其高分辨率和高光譜分辨率精度受到限制。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種完全偏振高光譜成像裝置，其加工裝調簡單、穩(wěn)定性高、能量利用率高、成像質量好、分辨率高、結構緊湊、體積小，生產(chǎn)成本低。
[0010]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0011]一種完全偏振高光譜成像裝置，該裝置包括:
[0012]依次設置于同一光路上的前置鏡系統(tǒng)、狹縫陣列、分光器件、成像鏡、線性偏振片陣列與探測器；
[0013]其中，入射光射入前置鏡系統(tǒng)的一次像面上，通過的平行光經(jīng)過狹縫陣列分光束傳輸?shù)椒止馄骷?，?jīng)過分光器件對光學色散的能力，不同狹縫的入射光轉變成不同波段的光譜色散光，再傳輸?shù)匠上耒R上，最終通過線性偏振片陣列實現(xiàn)探測器的成像。
[0014]進一步的，所述線性偏振片陣列包括:若干自上向下排列的線性偏振片，線性偏振片的偏振角度為0°、90°、+45°或-45°。
[0015]進一步的，所述狹縫陣列中每一狹縫的尺寸大小均一致。
[0016]由上述本發(fā)明提供的技術方案可以看出，通過前置鏡系統(tǒng)，狹縫陣列，分光器件，成像系統(tǒng)，線性偏振片陣列耦合成像探測器，實現(xiàn)對光學入射信息獲取多個偏振度和高光譜波段數(shù)量的高分辨率立體偏振圖譜；該方案克服目前偏振光譜成像系統(tǒng)所采用離軸、偏心、共孔徑等多個子系統(tǒng)所帶來的設計、裝調困難，同時也避免了裝置體積過大，以及偏振圖像相互錯位，所引入額外的偏振測量誤差等等誤差過多的缺點。其信息獲取特點尤其適合于目標的多維特性探測以及基于多維信息的特征識別。這種探測技術的一體化和靈活性優(yōu)勢將使得偏振光成像技術將在科學研宄、工業(yè)檢測、農業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療影像、環(huán)境監(jiān)測和軍事偵察等各領域具有更加廣闊的應用前景。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0018]圖1為本發(fā)明【背景技術】提供的典型透鏡陣列式偏振光譜成像系統(tǒng)方案示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明【背景技術】提供的典型分振幅偏振成像結構示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明實施例提供的一種完全偏振高光譜成像裝置的示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明實施例提供的線性偏振片陣列的示意圖；
[0022]圖5為本發(fā)明實施例提供的狹縫陣列設計和探測器上高光譜波段成像示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實