[发明专利]一种不含波片与偏振片的分振幅同时偏振成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及偏振成像系统领域，具体是一种不含波片与偏振片的分振幅同时偏振成像系统。

背景技术

偏振与光强、波长、相位构成光学领域的四个最基本物理量，不同的物理量代表了不同的信息类型，并反映物理化学特性的不同方面。偏振信息为不同振动平面的光强，其主要与目标的表面形态、取向及粗糙度等信息相关，能提供与光谱不相关的信息，因此不同研究领域设计实现了各种类型的偏振测量仪器，而偏振成像仪由于能同时提供偏振及几何信息使其在各领域均被作为研究和应用的重点。

偏振成像系统根据偏振测量原理的不同，可分为分时与同时两类，其中分时偏振成像受限于时序效应，不能用于测量目标偏振特性随时间变化的目标，如法国的POLDER。而同时偏振成像又可分为“分孔径”、“分振幅”、“分焦平面”以及“调制型”。“分孔径”通常使用多个平行的光学系统，如美国APS。“分焦平面”主要是在焦平面上使用微偏振片阵列。“调制型”主要是将偏振信息调制在光谱或空间信息上，如SPEX。“分振幅”同时偏振成像系统由于公用一套成像镜头，可采用得分束器件种类多，具有系统差异效应小，配置灵活简单，成本低等优点。而棱镜及膜层具有技术成熟，简单可靠等特点，因此以棱镜作为分束器件的各类同时偏振成像仪被广泛设计和应用。但这些设计通常需要借助波片或者偏振片甚至两者均采用，由于波片为晶体材料，不同波长具有不同的延迟量即色差效用，一方面限制了系统口径，另一方面也限制了系统的光谱带宽。偏振片也存在与波片相似的口径与带宽问题，此外，采用波片或偏振片大大增加了系统复杂性及成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种不含波片与偏振片的分振幅同时偏振成像系统，以解决现有技术采用波片或偏振片的偏振成像系统存在的口径和带宽受限制、系统复杂性和成本高的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种不含波片与偏振片的分振幅同时偏振成像系统，其特征在于：包括物镜，物镜后方依次共中心轴设有滤光片、部分偏振分束棱镜，部分偏振分束棱镜的透射光路、反射光路上分别设有线偏振分束棱镜，两个线偏振分束棱镜之间存在方位夹角，每个线偏振分束棱镜的透射光和反射光均为线偏振光，每个线偏振分束棱镜的透射光路和反射光路上分别设有图像传感器；

物镜的出射光经滤光片后垂直入射至部分偏振分束棱镜，部分偏振分束棱镜的透射光、反射光分别经对应光路上的线偏振分束棱镜再次反射、透射后，被每个线偏振分束棱镜反射、透射光路上的图像传感器接收，由四个图像传感器共探测四路线偏振光图像信号。

所述的一种不含波片与偏振片的分振幅同时偏振成像系统，其特征在于：所述物镜内部为像方远心光路，且物镜为反摄远结构。

所述的一种不含波片与偏振片的分振幅同时偏振成像系统，其特征在于：部分偏振分束棱镜透射光路上的线偏振分束棱镜相对于透射光路光轴旋转角度A，部分偏振分束棱镜反射光路上的线偏振分束棱镜相对于反射光路光轴旋转角度B，两个旋转角度之差即为两个线偏振分束棱镜之间的方位夹角。

所述的一种不含波片与偏振片的分振幅同时偏振成像系统，其特征在于：角度A为22.5°，角度B为-22.5°，两个线偏振分束棱镜之间的方位夹角为45°。

所述的一种不含波片与偏振片的分振幅同时偏振成像系统，其特征在于：部分偏振分束棱镜为非偏振分束棱镜，其透射50％的P偏振光和50％的S偏振光，同时也反射50％的P偏振光和50％的S偏振光。

所述的一种不含波片与偏振片的分振幅同时偏振成像系统，其特征在于：每个线偏振分束棱镜透射光为P偏振光，反射光为S偏振光。

本发明的有益效果是，由于系统的偏振器件只包含一块部分偏振分束棱镜和两块偏振分束棱镜，系统构成简单，光学界面少，透过率高，像质好。由于系统不含波片及偏振片等偏振器件，系统口径基本不受约束，测量谱段得到扩展，系统成本也得到极大降低。

附图说明

图1是本发明的二维原理图。

图2是本发明的立体示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种不含波片与偏振片的分振幅同时偏振成像系统，包括物镜，物镜后方依次共中心轴设有滤光片4、部分偏振分束棱镜5，部分偏振分束棱镜5的透射光路、反射光路上分别设有线偏振分束棱镜6，两个线偏振分束棱镜6之间存在方位夹角，每个线偏振分束棱镜的透射光和反射光均为线偏振光，每个线偏振分束棱镜的透射光路和反射光路上分别设有图像传感器7；