[发明专利]一种红外全波段二维四向偏振调制光栅

权利要求书

1.一种红外全波段二维四向偏振调制光栅，其特征在于，包括光电成像探测组件和虚拟偏振像元光栅；所述虚拟偏振像元光栅具有四个偏振方向；探测器接收的入射波面每一时刻光强度信号经过虚拟偏振像元光栅实时调制成四向偏振信号，将四向偏振信号进行融合，解析出所述入射波面的波面信息；所述虚拟偏振像元光栅结构为正交棋盘单元格样式，每个单元格调制成一种振动方向的光波，分别为0°、45°、90°、135°光交替。

2.根据权利要求1所述的红外全波段二维四向偏振调制光栅，其特征在于，将探测器接收的所述入射波面每一个时间点的光的强度信息，与所述虚拟偏振像元光栅形成的光栅透过率函数融合，形成正交偏振图样。

3.根据权利要求2所述的红外全波段二维四向偏振调制光栅，其特征在于，所述光栅透过率函数t₁(x，y)的公式为：

其中，光栅表面坐标系设为直角XY坐标轴，x、y分别为X、Y方向的坐标值，光栅每个单元格的大小尺寸为a×b，即X方向尺寸为a，Y方向尺寸为b，j表示光波的矢量方向，k表示光波的传播波数。

4.根据权利要求3所述的红外全波段二维四向偏振调制光栅，其特征在于，所述虚拟偏振像元光栅的光波波长透过率函数t_λ(λ_x，λ_y)＝1，则透过虚拟光栅总的透过率函数的公式为：

t_总(x，y)＝t_λ(λ_x，λ_y)·t₁(x，y)＝1·t₁(x，y)＝t₁(x，y)。

5.根据权利要求1所述的红外全波段二维四向偏振调制光栅，其特征在于，入射波面经过虚拟偏振像元光栅调制后每个像元调制一个方向角度，即0°、45°、90°、135°光交替；0°透过率设为I_0°，45°透过率设为I_45°，90°透过率设为I_90°，135°透过率设为I_135°，则根据斯托克斯原理，可得：

解析得到入射波面的偏振度

解析得到入射波面的偏振角

6.根据权利要求5所述的红外全波段二维四向偏振调制光栅，其特征在于，所述将四向偏振信号进行融合包括如下步骤：

对调制后得到的四向偏振信号进行傅里叶变换，形成各个像素元的频谱特性；

沿着各个像素元频谱的频率方向，进行不同频谱的切分，解调出水平P偏振特征和垂直S偏振特征；

将光强度信号、时间、水平P偏振特征、垂直S偏振特征、偏振度和偏振角信息进行融合，即复原出入射波面的相位信息，获得全波面信息。