一种全偏振高光谱干涉成像装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103528688103528688A(43)申请公布日2014.01.22(21)申请号201310283149.0(22)申请日2013.07.07(71)申请人浙江大学地址310058浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号(72)发明人李宇波钟滕慧李鑫周强杨建义江晓清王明华(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人周烽(51)Int.Cl.G01J3/45(2006.01)G01J3/447(2006.01)G01S17/89(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书5页说明书5页附图2页附图2页(54)发明名称一种全偏振高光谱干涉成像装置及方法(57)摘要本发明公开了一种全偏振高光谱干涉成像装置及方法，利用电控双折射器件进行偏振相位调制，并通过偏振分光器获得的双光路进行像素配准图像的采集，并进行高光谱和全偏振信息的解算。目标地物的散射光由前置光学系统收集并由偏振相位调制器进行偏振相位调制后，在偏振分光棱镜对光进行分路，分为O光和E光两路，在保证图像配准的条件下进行干涉成像与同步测量，并将得到的一系列图像信息送入系统处理；本发明不仅保留了高的光通量和高光谱获取的技术特征，还实现的全偏振遥感测量；获得的全偏振高光谱遥感成像信息能够进一步的提高目标地物的空间分辨能力，增强对遥感目标的分析能力，增加遥感测量结果的信息量。CN103528688ACN1035286ACN103528688A权利要求书1/2页1.一种全偏振高光谱干涉成像装置，其特征在于，它包括：前置光学成像系统（1）、偏振可控相位调制器（2）、偏振分光棱镜（3）、O光偏振型横向剪切干涉模块（4）、O光成像光学系统（5）、O光成像探测器（6）、信号处理、控制与存储系统（7）、E光偏振型横向剪切干涉模块（8）、E光成像光学系统（9）和E光成像探测器（10）等；其中，目标的散射光由前置光学成像系统（1）收集，并通过受信号处理、控制与存储系统（7）控制的偏振可控相位调制器（2）进行偏振相位调制后，在偏振分光棱镜（3）中分为两束光强相等的线偏振光，一束为O光，另一束为E光，其中，O光偏振型横向剪切干涉模块（4）将透射的O光横向剪切成两束光强相等的偏振光并进行检偏，检偏后的两束光由O光成像光学系统（5）汇聚后在O光成像探测器（6）上干涉成像；E光偏振型横向剪切干涉模块（8）将E光横向剪切成两束光强相等的偏振光并进行检偏，检偏后的两束光由E光成像光学系统（9）汇聚后在E光成像探测器（10）上干涉成像；O光成像探测器（6）和E光成像探测器（10）与信号处理、控制与存储系统（7）相连；O光成像探测器（6）和E光成像探测器（10）采集的图像信息同步送入信号处理、控制与存储系统（7）处理。2.根据权利要求1所述全偏振高光谱干涉成像装置，其特征在于，所述O光偏振型横向剪切干涉模块（4）和E光偏振型横向剪切干涉模块（8）必须保证对偏振分光棱镜（3）的两个出光面上完全配准的O光和E光图像进行光学剪切分束与检偏。3.根据权利要求1所述全偏振高光谱干涉成像装置，其特征在于，所述O光成像探测器（6）和E光成像探测器（10）必须保证对O光和E光图像的采集实现高于像素级的图像配准及同步采集。4.根据权利要求1所述全偏振高光谱干涉成像装置，其特征在于，所述信号处理、控制与存储系统（7）通过对偏振可控相位调制器（2）发出调制信号，以获得必要的偏振相位调制结果，并对O光和E光图像进行同步采集。5.根据权利要求1所述全偏振高光谱干涉成像装置，其特征在于，所述偏振可控相位调制器（2）可由电光调制型器件或机械型偏振相位调制器件来实现，但不限于此两种偏振调制方式。6.根据权利要求1所述全偏振高光谱干涉成像装置，其特征在于，所述偏振分光棱镜（3）为宽光谱偏振分光棱镜。7.根据权利要求1所述全偏振高光谱干涉成像装置，其特征在于，所述前置光学成像系统（1）由一系列广角及长焦功能的透镜组组成，同时实现成像光路的准直。8.一种基于权利要求1所述装置的全偏振高光谱干涉成像方法，其特征在于，它包括以下步骤：（1）、设定偏振可控相位调制器（2）的工作状态，使其偏振相位延迟量为某一数值，O光成像探测器（6）采集得到一幅偏振图像信息IO1，E光成像探测器（10）采集得到另一幅偏振图像信息IE1；IO1和IE1为强度图像的像素矩阵，矩阵中的各元素对应各像素点的图像强度；（2）、改变偏振可控相位调制器（2）的工作状态，使其偏振相位延迟量为一系列其他数值，即可得到若干个IOi和IEi的强度图像像素矩阵；（3）、利用上述像素矩阵、偏振可控相位调制器（2）的Mueller矩阵、偏振分光棱镜（3）T的Mueller矩阵可以