[发明专利]液晶相位可变延迟器光谱相位延迟定标系统

说明书

液晶相位可变延迟器(LCVR)光谱相位延迟定标系统，由可调谐离子激光器、卤钨灯、滤波片、起偏器、检偏器、电控箱、LCVR驱动器、光功率计和计算机组成。该系统通过测量LCVR在不同波长、不同电压下的光强值分别通过计算得到了相应的相位延迟量。该系统采用激光光源和谱宽光源联合应用定标，依据相位延迟特性电压相关参数与带宽、波长无关的特点，再结合激光光源的理想光源特性，利用有限组波长激光光源定标数据获取了电压相关参数，采用该参数对谱宽光源定标数据进行修正，最终得到谱宽光源下LCVR在各光谱通道的相位延迟特性参数。本发明能够有效解决入射光带宽影响定标精度的问题以及激光光源波长有限的问题，有助于提高实际偏振光谱系统探测精度。

技术领域

本发明涉及一种液晶相位可变延迟器(LCVR)光谱相位延迟定标的系统。适用于测量LCVR在不同波长下、不同电压值时的相位延迟量，并且可以完成入射光源具有一定带宽时LCVR的定标，解决谱宽光源下带宽对相位延迟定标精度影响的问题，以及利用激光光源定标时波长有限的问题。

背景技术

偏振探测系统可以获取目标的偏振信息，能够提供更多的目标信息，因此有着广泛应用。目前存在多种结构的偏振探测系统，其中基于LCVR的结构被广泛采用。LCVR是基于液晶的电控双折射特性而制成的光学器件，使用向列型液晶材料，各向异性的向列型液晶分子具有单轴双折射效应，当加上适当电压时，液晶分子开始翻转，双折射效应慢慢减小，相位延迟也随之逐渐变小，实现对入射光波的相位调制作用。在偏振成像探测系统中，对每一个波段会设置多组不同的电压值，从而产生多组不同的相位延迟量，成像得到多幅强度图，最终利用仪器矩阵反演成像图像得到各个波段下入射光的偏振信息。偏振探测系统的探测精度取决于LCVR相位延迟和仪器矩阵的定标精度，因此有必要高精度标定每个谱段上相位延迟量与电压的关系。

在目前LCVR的相位延迟定标方法中，所采用的光源均为激光，将激光作为入射光，激光具有单色性好、准直性好的特点，可以看作理想光源。然而在基于LCVR的偏振成像探测系统中，每一个光谱通道均比激光光源带宽要宽，而且LCVR相位延迟量与波长直接相关。所以，利用激光进行定标实验会忽视带宽影响，得到的相关参数应用于实际探测系统中会影响系统探测精度，而且激光器的可供选择的波长受限，无法实现对LCVR进行不同波长下的相位延迟量定标。因此，为了解决入射光波长受限的问题，完成在谱宽 光源入射下LCVR光谱相位延迟的高精度定标，本发明提出了一种新型的液晶相位可变延迟器光谱相位延迟的定标系统。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服入射光源具有一定带宽时会影响LCVR的光谱相位延迟定标精度的不足以及解决激光光源波长有限的问题，搭建了利用激光光源和谱宽光源对LCVR光谱相位延迟进行联合应用定标的系统。

本发明的技术解决方案是：LCVR光谱相位延迟定标系统，其特征在于包括下列部分：

可调谐离子激光器，位于定标系统的最前端，可产生待测波段中心波长的激光光源，作为定标系统的通道一的定标光源；

卤钨灯，位于定标系统的最前端，可产生360nm～2500nm的稳定自然光源；

滤波片，位于卤钨灯之后，用于产生具有同待测波段相同的谱宽光源，作为定标系统的通道二的定标光源；

起偏器，位于可调谐离子激光器或滤波片之后，用于产生所需的线偏振光；

检偏器，位于被定标的LCVR之后，用于得到某一方向的偏振光，它与起偏器均置于电控旋转支架上；

电控箱，分别与起偏器、检偏器及计算机相连，用于控制电控旋转支架的旋转角度；

LCVR驱动器，用于控制加在LCVR上的电压值，从而改变LCVR的相位延迟值，其一端与LCVR相接，另一端与计算机的串口或USB接口相连；

光功率计，位于检偏器之后，并与计算机相连，用于探测出射光光强值；