[发明专利]可见近红外偏振光谱仪偏振辐射定标方法和装置

说明书

本发明提供了一种可见近红外偏振光谱仪偏振辐射定标方法和装置，其中方法包括：基于入射光、该入射光先后经所述线栅型检偏器和所述可见近红外光谱仪光学系统后由所述探测器探测得到的出射光，构建偏振传输方程；所述偏振传输方程包括偏振校正系数；获取所述探测器在每一个偏振态下探测得到的第一响应值，以确定所述偏振传输方程中的偏振校正系数；构建定标方程；获取探测器在每一个无偏入射光强度下探测得到的第二响应值，以确定定标方程中的定标系数；利用所述定标方程和探测器的响应值确定偏振态入射光对应的出射光强度。本方案，能够有效校正可见近红外偏振光谱仪的起偏效应，提高光谱偏振特性测量的准确性。

技术领域

本发明实施例涉及光学技术领域，特别涉及一种可见近红外偏振光谱仪偏振辐射定标方法和装置。

背景技术

偏振是光的基本属性之一，太阳光经材质物体表面反射过后，其反射光会产生部分偏振光。不同材质物体表面的反射光偏振特性存在很大差异，且与材质自身的理化性质密切相关。通过对材质表面的偏振信息进行分析，反演材质自身的本征属性，能够有效区分不同材质目标之间的形貌结构特征，提升传统光强探测的识别准确度，增加目标识别效率。

目前，在研发可见近红外偏振光谱测量系统时，一般是在可见近红外光谱仪的光纤探头前端安装检偏器装置，可见近红外光谱仪、检偏器装置和探测器共同形成偏振光谱测量系统。

但是，可见近红外光谱仪大多采用光栅分光型设计，会存在起偏效应，导致偏振测量精度降低。为解决该问题，一般在检偏器装置与光纤探头之间增加一片退偏器，将透过检偏器的偏振光转换成无偏光，但是增加退偏器的方法依然无法校正光谱仪所引起的起偏效应。

发明内容

本发明实施例提供了一种可见近红外偏振光谱仪偏振辐射定标方法和装置，能够有效校正可见近红外偏振光谱仪在全谱段的起偏效应，提高偏振光谱信息的获取准确性。

第一方面，本发明实施例提供了一种可见近红外偏振光谱仪偏振辐射定标方法，应用于可见近红外偏振光谱测量系统，所述可见近红外偏振光谱测量系统包括可见近红外光谱仪光学系统、位于所述可见近红外光谱仪光学系统前端的线栅型检偏器和位于所述可见近红外光谱仪光学系统后端的探测器；所述方法包括：

基于入射光、该入射光先后经所述线栅型检偏器和所述可见近红外光谱仪光学系统后由所述探测器探测得到的出射光，构建偏振传输方程；所述偏振传输方程包括偏振校正系数；

基于入射光的多个偏振态，分别获取所述探测器在每一个偏振态下探测得到的第一响应值；

利用多个偏振态及每一个偏振态对应的第一响应值，确定所述偏振传输方程中的偏振校正系数；

根据确定的偏振校正系数构建无偏入射光强度与所述探测器探测得到的响应值之间的定标方程；所述定标方程中包括定标系数；

基于多个无偏入射光强度，分别获取所述探测器在每一个无偏入射光强度下探测得到的第二响应值；

利用多个无偏入射光强度及每一个无偏入射光强度对应的第二响应值，确定所述定标方程中的定标系数；

利用所述定标方程和探测器的响应值确定偏振态入射光对应的出射光强度。

优选地，所述构建偏振传输方程包括：

构建所述线栅型检偏器的第一Muller矩阵和所述可见近红外光谱仪光学系统的第二Muller矩阵；

构建的所述偏振传输方程为：入射光Stokes参量与所述第一Muller矩阵、所述第二Muller矩阵的乘积等于出射光Stokes参量。

优选地，所述Muller矩阵为3×3矩阵，且矩阵元素由偏振校正系数生成；所述偏振校正系数包括：线偏振片消光比、线偏振片最大透过率和透光轴角度。