[发明专利]一种快照型偏振光谱成像方法及装置

说明书

本发明涉及一种快照型偏振光谱成像方法及装置。旨在解决现有技术中存在的光谱成像方法或装置不适应动态目标探测和实时探测的需求、偏振态测量的分时周期长、光谱混叠现象以及能量利用率不高的技术问题；本发明的一种快照型偏振光谱成像方法，对目标光线进行准直后通过F‑P干涉仪对其进行干涉，并不断微调F‑P干涉仪，后获取谱段不断变换的偏振光谱图像并输出，再采集偏振光谱图像；由此实现快照式偏振光谱获取的能力，为此，本发明还提供了实现上述方法的一种快照型偏振光谱成像装置，该装置不存在大行程的运动部件，具有非常好的稳定性，非传统方式的需旋转偏振轮或者波片。

技术领域

本发明涉及光谱成像方法及装置，具体涉及一种快照型偏振光谱成像方法及装置。

背景技术

光谱成像和偏振成像相结合形成了一种新的光学遥感技术——偏振光谱成像技术，该技术是能够集目标的图像信息、光谱信息和偏振态信息融于一体的新型探测技术，具有明显的原理先进性和技术优势，光谱成像类设备可能存在“同谱异物”和“同物异谱”的现象，在识别目标的精准度方面存在一定的局限性。在图像与光谱信息中加入偏振信息后，可达到最佳探测与识别能力。尤其适合在浑浊介质(烟、雾、霾、尘、水体等)等条件下的目标探测，也有偏振态具备的“强光弱化”和“弱光强化”特点，可以极大延伸遥感暗-亮两端的探测区。同时，用偏振手段对大气衰减可以进行精确刻画和规律发现，可为新大气窗口理论提供客观依据。

目前，对于偏振光谱成像探测方法主要有以下几种方式：

1.基于AOTF(声光可调谐)和LCTF(液晶可调谐)的偏振光谱成像方法：该方法的原理是利用声光衍射原理和和液晶电调谐原理进行光谱谱段的选择，同时，采用相位延迟器件LCVR等组合进行偏振态的测量，其缺点是只能用于静态目标的测量，不符合动态应用目标和实时性的需求。

2.计算层析型的偏振光谱成像方法：通过安装多个不同偏振方向的偏振片和波片进行偏振态和光谱信息的探测，其缺点是偏振态测量分时，测量周期长，有运动部件，在有运动目标快速变化时不适用。

3.基于狭缝色散的光谱偏振成像方法：该方法采用偏振-光谱强度调制技术，通过在普通的狭缝色散光谱仪光路中添加光谱调制模块来实现偏振态的测量，该方法的缺点是光谱获取系统采用狭缝，因此能量利用率比较低，同时获取的原始数据存在光谱混叠现象。

4.基于偏振光栅的偏振光谱成像系统：该系统采用了一种新型的透射式各向异性偏振敏感光栅，该光栅能够实现偏振维和光谱维的分离，但该系统在光谱获取方面存在混叠现象，偏振态的测量需要通过组合计算，同时，该系统存在狭缝，能量利用率不高，透射光栅的加工制备工艺难度大。

基于以上典型缺点，因此亟需一种具有非推扫、快照式、偏振信息同步获取、谱段可编程输出的光谱成像技术。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的光谱成像方法或装置不适应动态目标探测和实时探测的需求、偏振态测量的分时周期长、光谱混叠现象以及能量利用率不高的技术问题，而提供一种快照型偏振光谱成像方法及装置。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种快照型偏振光谱成像方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1)对目标光线进行准直；

步骤2)通过F-P干涉仪对准直后的目标光线产生干涉，并不断微调F-P干涉仪，使其输出的光波波长不断改变，从而产生谱段不断变换的连续光谱；

步骤3)获取谱段不断变换的偏振光谱图像并输出；

步骤4)采集偏振光谱图像。

进一步地，所述步骤2)中，所述微调F-P干涉仪是不断改变F-P干涉仪内微位移电机的位移量。