[发明专利]一种双路四通道偏振干涉成像系统及方法

权利要求书

1.一种双路四通道偏振干涉成像系统，其特征在于：包括前置光学系统、共路型非对称Sagnac干涉仪以及偏振干涉探测系统；

所述前置光学系统用于收集入射光并将其准直；

所述共路型非对称Sagnac干涉仪包括沿光路依次设置的一个偏振分束器(4)、三个平面反射镜(5)和一个第一非偏分束器(6)；还包括半波片(7)和光程差标准具(8)；所述半波片(7)及光程差标准具(8)均位于偏振分束器(4)的出射光路中；

所述偏振分束器(4)用于将经前置光学系统准直后的目标光源分成两路振动方向相互垂直的S光和P光；所述半波片(7)用于调节S光和/或P光的振动方向，使得S光和P光具有相同的振动方向；所述光程差标准具(8)用于调节S光和/或P光的光程，使得S光和P光之间产生固定的光程差；所述三个平面反射镜(5)用于将S光和P光反射，并最终将具有相同振动方向、固定光程差的S光和P光反射至第一非偏分束器(6)；所述第一非偏分束器(6)用于将具有相同振动方向、固定光程差的S光和P光均反射和透射，形成两路干涉光；

所述偏振干涉探测系统包括两个第二非偏分束器(10)、四个成像镜(13)、四个探测器(14)及不同相位延迟的波片；所述两个第二非偏分束器(10)分别用于将两路干涉光分成两束，形成四束光束；所述不同相位延迟的波片分别用于调节四束光束的偏振态，形成四路偏振信息不同的偏振光；所述四个成像镜(13)分别用于将四路偏振信息不同的偏振光成像在四个探测器(14)。

2.根据权利要求1所述的双路四通道偏振干涉成像系统，其特征在于：所述前置光学系统与共路型非对称Sagnac干涉仪之间设置偏振片(3)，所述偏振片(3)的偏振方向与S光的振动方向的夹角为45°，其中S光为偏振分束器的反射光。

3.根据权利要求2所述的双路四通道偏振干涉成像系统，其特征在于：所述三个平面反射镜(5)中至少有一个平面反射镜的倾斜角度可调。

4.根据权利要求3所述的双路四通道偏振干涉成像系统，其特征在于：所述光程差标准具(8)的材料为单轴晶体或非晶体材料，光垂直入射至光程差标准具表面。

5.根据权利要求4所述的双路四通道偏振干涉成像系统，其特征在于：所述光程差标准具(8)位于倾斜角度可调的平面反射镜(5)之前。

6.根据权利要求5所述的双路四通道偏振干涉成像系统，其特征在于：所述半波片(7)为1个，其快轴方向与入射光的振动方向之间的夹角为45°。

7.根据权利要求5所述的双路四通道偏振干涉成像系统，其特征在于：所述半波片(7)为2个，同时位于偏振分束器(4)的两路出射光路中，两束从偏振分束器(4)出射的两路光同时通过两个半波片(7)，使得S光和P光之间在不引入光程差的情况下，具有相同的振动方向。

8.一种双路四通道偏振干涉成像方法，其特征在于，基于权利要求1所述双路四通道偏振干涉成像系统实现，包括以下步骤：

步骤1、目标光源经过前置光学系统之后，入射到偏振分束器；

步骤2、偏振分束器将经准直镜的目标光源分成两路振动方向相互垂直、强度一致的S光和P光；

步骤3、三个平面反射镜依次将S光和P光反射，利用半波片调节S光或P光的振动方向，使得S光和P光具有相同的振动方向；利用光程差标准具调节S光或P光的光程，使得S光和P光之间产生固定的光程差；三个平面反射镜最终将具有相同振动方向、固定光程差的S光和P光反射至第一非偏分束器；

步骤4、第一非偏分束器将具有相同振动方向、固定光程差的S光和P光均反射和透射，形成两路干涉光；

步骤5、两路干涉光再次分别被两个第二非偏分束器分别分成两束光，形成四束光束；四束光束通过具有不同相位延迟的波片，最终形成四路偏振信息不同的偏振光，各偏振光分别通过成像镜在探测器成像。