[发明专利]一种空间调制偏振成像对偏振片特定偏振角度检测的方法

说明书

本发明提供的是一种空间调制偏振成像对偏振片特定偏振角度检测的方法。其过程包括：A1，对中心波长为λ的入射光进行空间调制偏振成像，得到包含偏振信息的干涉图像；A2，对干涉图像进行变换在频域中找到中心波长λ窄带宽入射光的Stokes矢量被调制的位置；A3，确定频域中Stokes矢量的数量和位置；A4，通过结合偏振片的特定偏振角度0度、90度和45度和频域中Stokes矢量分布的关系判断偏振片的特定偏振角度是否存在偏差，最后将偏振片调到正确的特定偏振角度。本发明可用于偏振片偏振角度的检测调节，可广泛用于偏振成像等领域。

(一)技术领域

本发明涉及的是一种空间调制偏振成像对偏振片特定偏振角度检测的方法，可用于偏振片偏振角度的检测调节，属于偏振成像技术领域。

(二)背景技术

偏振表示光波的横波特性，根据光波的偏振状态可以将光波分为偏振光和非偏振光。光波通过反射、折射其偏振态会发生变化，偏振用于表示物体的物理等基本属性。光波在其传输过程中，它固有的偏振特性会随物质的物理属性变化而发生改变，但其无法观测。随着偏振图像探测技术的蓬勃发展，偏振信息可视化、测量信息维度扩张、可同时探测等新兴方向已使得偏振成像探测变一件非常有意义的研究。偏振成像大致可以分为分时型和快拍型两大类，其中分时型是通过机械转动偏振片到特定角度或使用电控液晶进行调控得到特定的偏振图像的方法，有空间分辨率高、后续运算简单等优点，缺点是需要多次成像才能计算出所有偏振信息，无法实现实时成像，目标也局限在静态物体。而快拍型是通过一次成像就能通过相关解算得到全部偏振信息的方法，拥有很好的实时性和实用性，成像目标也扩展到动态物体。

空间调制偏振成像很有优势，既不会降低成像的空间分辨率，也不用进行图像间的配准就能得到目标的全部偏振信息。空间调制偏振成像是通过利用双折射晶体的分光特性，得到几束相干的光线，得到一幅包含偏振信息的干涉图。在2003年从Oka提出双折射楔形棱镜应用到偏振成像后，空间调制全偏振成像技术便登上了偏振成像的舞台，而后Oka和Saito又对其进行了改进使用了Savart板替代双折射楔形棱镜，使得装配工艺更加简便。2008年Haitao Luo开发出了基于Savart的快拍成像SIP的原理样机，并对汽车和建筑物进行了偏振成像实验。2012年Cao通过改变Savart板中单板光轴之间的方向，提高了空间偏振成像的性能。

在特定场景或一些实验测试中需要用到偏振片，而偏振片的偏振角度的误差会影响到测量的结果，对实验测试造成一定干扰，所以需要对偏振片的偏振角度进行测量和调节。

本发明公开了一种空间调制偏振成像对偏振片特定偏振角度检测的方法，是通过空间调制偏振成像，得到相应的干涉图后，经过变换后通过分析偏振片理论的特定偏振角度和频域中偏振分量的分布情况，判断偏振片特殊角度是否准确并进行调节。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种理论简单、操作容易的空间调制偏振成像对偏振片特定偏振角度检测的方法。

本发明的目的是通过以下技术手段实现的：

一种空间调制偏振成像对偏振片特定偏振角度检测的方法，包括：

A1，对中心波长为λ的入射光进行空间调制偏振成像，得到包含偏振信息的干涉图像；

A2，对干涉图像进行变换在频域中找到中心波长λ窄带宽入射光的Stokes矢量被调制的位置；

A3，确定频域中Stokes矢量的数量和位置；

A4，通过结合偏振片的特定偏振角度0度、90度和45度和频域中Stokes矢量分布的关系判断偏振片的特定偏振角度是否存在偏差，最后将偏振片调到正确的特定偏振角度。

进一步，所述步骤A1中所述入射光进行空间调制偏振成像，偏振成像系统的结果如图1所示，1为偏振片，2为偏振镜组，3为成像相机。入射光在进入到偏振成像系统中后会被分成四束相干的光线，然后在成像相机中得到包含目标全部偏振信息的干涉图像。