[发明专利]一种光学遥感器中检偏器绝对偏振方位角的测量方法

说明书

本发明公开了一种光学遥感器中检偏器绝对偏振方位角的测量方法，其步骤包括1、搭建测试平台，确定各设备和器件的位置满足测量要求；2、利用2台自准直经纬仪，将绝对偏振方位角测量的基准传递至偏振棱镜；3、测量偏振棱镜与检偏器多个夹角状态下探测器接收的光强，并利用马吕斯定律进行数据处理，获得偏振棱镜与检偏器最大透过方向的夹角。本发明能有效提高测量精度，从而解决现有技术应用范围受限、传递环节多、测量误差偏大的问题。

技术领域

本发明属于光学仪器领域，涉及一种光学遥感器中检偏器绝对偏振方位角的测量方法。

背景技术

光学遥感器中检偏器用来透过特定振动方向的偏振光，配置若干不同偏振方位角的检偏器，并用光电探测器测量各检偏器透过的光强；通过测得的光强，可以解算入射光的偏振参量。解算过程需要使用某个检偏器的绝对偏振方位角。

选择光学遥感器的基准立方棱镜的某一与光路平行的侧面，作为绝对偏振方位角测量的基准。定义某个检偏器最大透过方向与该测量基准的夹角为检偏器的绝对偏振方位角。为满足光学遥感器测量入射光的偏振参量的功能要求，需要对至少一个检偏器的绝对偏振方位角进行测量。

现有的绝对偏振方位角测量方法包括“直刃边法”及“翻转起偏器法”等。

“直刃边法”需要保证偏振棱镜与直刃边的机械对准精度。然后使直刃边在光学遥感器的光电探测器上成像，因此该方法仅限于可对近距离成像的光学遥感器。通过图像处理技术，计算直刃边相对光电探测器安装方向的夹角，即可得到偏振棱镜最大透过方向相对光电探测器安装方向的夹角。然后使用“正交消光”方法，测量偏振棱镜与检偏器最大透过方向的夹角。再结合光电探测器安装方向在光学遥感器坐标系中的方位数据，计算检偏器最大透过方向相对光学遥感器坐标系的夹角，作为检偏器的绝对偏振方位角。机械对准误差、光学遥感器成像的像差、图像处理算法、“正交消光”方法等都会引入测量误差。可见，“直刃边法”存在应用范围受限、传递环节多、测量误差偏大的问题。

“翻转起偏器法”需要测量起偏器与检偏器最大透过方向的夹角，然后通过“正交消光-翻转-正交消光”的方法确定起偏器的最大透过方向与翻转轴的夹角；另外需要将翻转轴引致轴端反射镜，期间需反复调校反射镜倾角，操作较繁琐；然后测量轴端反射镜与光学遥感器坐标系的夹角关系；最后计算检偏器最大透过方向相对光学遥感器坐标系的夹角，作为检偏器的绝对偏振方位角。2次使用“正交消光”方法、翻转轴的转动误差、测量轴端反射镜与光学遥感器坐标系夹角的误差都会引入测量误差。可见，“翻转起偏器法”存在操作繁琐、传递环节多、测量误差偏大的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种光学遥感器中检偏器绝对偏振方位角的测量方法，以期能有效提高测量精度，从而解决现有技术应用范围受限、传递环节多、测量误差偏大的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

本发明一种光学遥感器中检偏器绝对偏振方位角的测量方法，是应用于由光学遥感器、非偏光源、精密转台及其驱动控制器、偏振棱镜、小反射镜、2台自准直经纬仪及计算机所组成的测量系统中；所述光学遥感器包括镜头、检偏器、基准立方棱镜(6)、光电探测器；其特点是，所述测量方法包括以下步骤：

步骤1、搭建测试平台；

步骤1.1、在所述偏振棱镜上，且与其最大透过方向平行或者垂直的面上设置有小反射镜；

步骤1.2、在精密转台的中心孔处安装所述偏振棱镜；

步骤1.3、依次同轴布置有非偏光源、精密转台、偏振棱镜、镜头、检偏器；由所述非偏光源发出的光线，依次穿过精密转台的中心孔、偏振棱镜的2个通光面后进入光学遥感器的镜头，以形成光路；

步骤1.4、将所述驱动控制器分别与精密转台、计算机进行连接；

步骤2、将绝对偏振方位角测量的基准传递至偏振棱镜；