一種推掃式完全偏振高光譜一體化成像裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光譜成像技術領域，尤其涉及一種推掃式完全偏振高光譜一體化成像
目.0
【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生偏振現象，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，具有獨特的優勢:除了獲取傳統成像信息外，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。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。可在復雜環境中有效檢測和識別常規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展潛力，是國內外關注的研宄和應用開發熱點之一。
[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，多個子系統共同成像方式:利用分束器件或采用多個子系統，獲取目標不同偏振狀態下的強度圖像陣列，通過計算得到目標Stokes分量圖。如圖1為多個子系統共同成像方式中的透鏡陣列系統方案示意圖。
[0006]分孔徑偏振成像系統通常采用的分孔徑分光系統一般采用離軸或偏心系統，為設計和裝調帶來一定的困難。與其它空域偏振成像系統一樣，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的結構示意圖如圖2所示。從目標發射的光經分束鏡分成兩束:其中一束先經過快軸方向與X軸成45°的四分之一波片后，再經過偏振分束鏡、成像透鏡后在像面上得到兩個偏振分量的強度圖；另一束光經過快軸方向與X軸成11.25。的二分之一波片，再經過偏振分束鏡、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，采用多個CCD記錄多幅偏振強度圖像，故一般整個系統體積較大；且當各通道采用的光學系統存在成像特性及像質差異及各CCD探測器參數不同，都會引入額外的偏振測量誤差。
[0008]以上這些傳統的偏振光譜成像裝置系統過于復雜，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。
【發明內容】
[0009]本發明的目的是提供一種推掃式完全偏振高光譜一體化成像裝置，其加工裝調簡單、穩定性高、能量利用率高、成像質量好、分辨率高、結構緊湊、體積小，生產成本低。
[0010]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0011]一種推掃式完全偏振高光譜一體化成像裝置，該裝置包括:
[0012]依次設置于同一光路上的前置鏡系統、線性偏振片、狹縫陣列、分光器件、成像鏡與探測器；
[0013]其中，入射光射入前置鏡系統的一次像面上，通過的平行光經過線性偏振片獲得在不同像面區域的光強偏振信息，再進一步經過狹縫陣列，不同狹縫所通過的平行光傳輸到分光器件上，最終射入成像鏡從而實現探測器的成像。
[0014]進一步的，所述線性偏振片包括:
[0015]耦合設置的N個快軸方向不同的四分之一波片，以及N個不同偏振角的線偏振元件陣列濾光片。
[0016]由上述本發明提供的技術方案可以看出，前置鏡系統，偏振分偏振度濾光片分系統，和光譜成像系統，對輸入光路分離到三個或三個以上不同偏振度的光譜成像分系統上，共同成像后采用數據計算處理辦法獲取多個偏振度和高光譜波段數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所采用離軸、偏心、共孔徑等多個子系統所帶來的設計、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勢將使得偏振光成像技術將在科學研宄、工業檢測、農業生產、醫療影像、環境監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，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。
[0018]圖1為本發明【背景技術】提供的典型透鏡陣列式偏振光譜成像系統方案示意圖；
[0019]圖2為本發明【背景技術】提供的典型分振幅偏振成像結構示意圖；
[0020]圖3為本發明實施例提供的一種推掃式完全偏振高光譜一體化成像裝置的示意圖；
[0021]圖4為本發明實施例提供的某時刻下三個狹縫陣列的偏振高光譜成像裝置示意圖；
[0022]圖5為本發明實施例提供的多個時刻下三個狹縫陣列的偏振高光譜成像裝置示意圖；
[0023]圖6為本發明實施例提供的狹縫陣列及對應的光譜色散示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。
[0025]實施例
[0026]圖3為本發明實施例提供的一種推掃式完