[发明专利]一种超光谱穆勒矩阵成像测偏系统

说明书

本发明涉及光学图像信息采集技术领域，具体为一种超光谱穆勒矩阵成像测偏系统，包括扫描光源、第一偏振调制模块、第二偏振调制模块、图像获取装置、第一准直透镜、第一成像镜、第二准直透镜、第二成像镜，所述第一偏振调制模块包括第一萨瓦偏光镜和第二萨瓦偏光镜、起偏器和半坡片，所述第二偏振调制模块包括第三萨瓦偏光镜和第四萨瓦偏光镜、检偏器和半坡片。本发明与目前传统的穆勒矩阵测偏系统相比，不受外部环境因素影响，精准度更高，可一次性获取目标的谱信息、强度图像和穆勒矩阵图像，可提供目标物体的形影、组织结构、介电常数、含水量等信息。

技术领域

本发明涉及光学图像信息采集技术领域，具体为一种超光谱穆勒矩阵成像测偏系统。

背景技术

传统的穆勒矩阵测偏系统中包含有活动部件，需要精密的电控系统去控制活动部件旋转，因此这种测偏系统对震动和温度等外部环境因素特别敏感，稍有变化即影响到其精准性，而且对同一物品测量时需要进行多次测量，极易产生测量误差导致测量信息不准确。

发明内容

针对上述的问题，本发明一种超光谱穆勒矩阵成像测偏系统，通过设置扫描光源、第一偏振调制模块和第二偏振调制模块，将每一束从扫描光源射出的光线由第一偏振调制模块先剪切成4束线偏振光，该4束线偏振光经凸透镜形成干涉条纹定位在样品上，所述干涉条纹通过两种载频来调制样品的穆勒矩阵，接着被调制后的4束线偏振光再被第二偏振调制模块剪切成16束线偏振光，从而形成带干涉条纹的目标图像并定位在图像获取装置上。本发明的偏振调制模块不含活动部件，能有效避免外部环境因素影响，测量精度显著提高，能一次性获取目标的谱信息、强度图像和穆勒矩阵图像，有效解决了上述问题。

本发明采用的技术方案是：

一种超光谱穆勒矩阵成像测偏系统，包括由前到后，依次设置的第一准直透镜（2）、第一成像镜（4）、第二准直透镜（5）、第二成像镜（7）和图像获取装置（8），其特征在于：所述第一准直透镜（2）入射光一侧设置有扫描光源（1），所述第一准直透镜（2）和所述第一成像镜（4）之间设置有第一偏振调制模块（3），所述第二准直透镜（5）和所述第二成像镜（7）之间设置有第二偏振调制模块（6），所述扫描光源（1）、第一准直透镜（2）、第一成像镜（4）、第二准直透镜（5）、第二成像镜（7）、图像获取装置（8）的中心点与所述第一偏振调制模块（3）、第二偏振调制模块（6）的中心点均位于同一直线L上；

所述第一准直透镜（2）与所述扫描光源（1）的距离为第一准直透镜（2）的焦距f₁，所述第一成像镜（4）与所述第二准直透镜（5）的距离为第二准直透镜（5）焦距f₂的两倍2f₂，所述第二成像镜（7）与所述图像获取装置（8）的距离为第二成像镜（7）的焦距f₃。

扫描光源发出的任意一束光线经第一准直透镜折射后形成平行光线射入第一偏振调制模块，入射光线首先被第一偏振调制模块调制成线偏振光，然后再被第一偏振调制模块先沿竖直方向再沿水平方向剪切成4束线偏振光，这4束线偏振光经第一成像镜会聚后形成干涉条纹定位在目标物体上，所述干涉条纹通过两种载频来调制目标物体的穆勒矩阵，被调制后的4束线偏振光经第二准直透镜折射成平行线偏振光后射入第二偏振调制模块，然后第二偏振调制模块先沿竖直方向再沿水平方向将每一束线偏振光剪切成4束线偏振光，共形成16束线偏振光并且这16束线偏振光的偏振方向相同，最后这16束线偏振光经第二成像镜会聚后形成干涉条纹并定位在图像获取装置像面上，形成带干涉条纹的目标物体图像。同时由于扫描光源可发射出多种不同波长的光，而不同波长的光作用在目标物体上时所形成的带干涉条纹的目标物体图像也不同，所以通过采集每

一种光作用在目标物体上所形成的带干涉条纹图像即可得到目标物体的谱信息。