[发明专利]基于Wollaston棱镜的实时红外偏振双分离成像光学系统

说明书

本发明公开了一种基于Wollaston棱镜的实时红外偏振双分离成像光学系统，包括：望远红外透镜组、Wollaston棱镜、成像红外透镜组、以及探测器组件；望远红外透镜组，用于将从其大入射口径接收到的平行光进行压缩后，从其小口径输出平行光，并入射到Wollaston棱镜；Wollaston棱镜，用于将平行光分解成两束偏振光；成像红外透镜组，用于将两束偏振光汇聚并分离成像到探测器组件上；探测器组件，包括探测器像面以及探测器冷屏，探测器像面用于探测两束偏振光形成的两幅偏振图像，探测器冷屏用于减少进入探测器组件上的辐射。本发明利用Wollaston棱镜进行偏振分光，可实时获取同一场景的两幅偏振图像；利用同一场景的两幅偏振图像进行图像信息处理，可以提高目标探测效率。

技术领域

本发明涉及红外偏振成像技术领域，尤其涉及一种基于沃拉斯顿Wollaston棱镜的实时红外偏振双分离成像光学系统。

背景技术

探测景物光波偏振态的成像技术就是偏振成像，偏振成像应用前景广阔，例如探测隐藏或伪装的目标、实现对小温差目标的探测和识别、在烟雾环境条件下探测目标等。而随着光电技术的发展，各种红外伪装措施得到应用，使目标和背景的红外辐射特性发生了改变，导致系统受到干扰，严重影响红外成像探测系统的探测能力，限制了传统红外成像系统功能的发挥。红外偏振成像技术是近十年来国外发展迅速的新型成像技术，同时利用目标景物的辐射强度信息和偏振度信息，提高成像系统在复杂背景下目标的探测和识别能力，具有更加广阔的应用前景。

传统的偏振成像系统主要有三种分偏振方式，即分振幅方式、分孔径方式和偏振焦平面成像方式，分振幅方式原理简单，但目标的不同偏振分量必须在相同的条件下分时获得，容易在过程中由于环境因素引入误差；分孔径的方式复杂度高、系统对噪声敏感，探测能力较弱；偏振焦平面成像方式关键在于探测元件的制作工艺，价格昂贵而且光路容易串扰；鉴于此，针对上述问题分析研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明实施例提供一种基于沃拉斯顿Wollaston棱镜的实时红外偏振双分离成像光学系统，用以解决现有技术中传统偏振成像系统分振幅方式容易由于环境因素引入误差；分孔径方式复杂度高、系统对噪声敏感，探测能力较弱；偏振焦平面成像方式价格昂贵而且光路容易串扰的问题。

本发明实施例提供一种基于沃拉斯顿Wollaston棱镜的实时红外偏振双分离成像光学系统，包括：同轴设置的望远红外透镜组、沃拉斯顿Wollaston棱镜、成像红外透镜组、以及探测器组件；

所述望远红外透镜组，用于将从其大入射口径接收到的平行光进行压缩后，从其小口径输出平行光，并入射到所述沃拉斯顿Wollaston棱镜；

所述沃拉斯顿Wollaston棱镜，用于将所述平行光分解成在空间分离且偏振态互相正交的两束偏振光；

所述成像红外透镜组，用于将所述两束偏振光汇聚并分离成像到探测器组件上；

所述探测器组件，包括探测器像面以及探测器冷屏，所述探测器像面用于探测两束偏振光形成的两幅偏振图像，所述探测器冷屏用于减少进入探测器组件上的杂散辐射。

优选地，所述望远红外透镜组具体包括：多个不同光学材料的具有正光焦度或负光焦度且同轴设置的红外透镜。

优选地，所述沃拉斯顿Wollaston棱镜由两块光轴相互正交的等腰直角三角棱柱晶体光胶而成。

优选地，所述探测器冷屏具体包括:

光阑，用于保证所述成像光学系统的冷光阑效率，减少进入制冷探测器上的杂散辐射。

优选地，所述沃拉斯顿Wollaston棱镜材料采用氟化镁或者其他具有晶体性质的红外材料。

优选地，所述Wollaston棱镜具体用于：