[发明专利]基于半阶梯半平面相位反射镜的红外偏振干涉成像光谱仪

摘要

基于半阶梯半平面相位反射镜的红外偏振干涉成像光谱仪，涉及红外偏振成像光谱测量仪器技术领域，解决现有目标场景中偏振信息、图像信息和光谱信息的同时获取以及偏振成像光谱仪器的微小型化和集成化问题，包括准直镜、四通道偏振器、四通道成像镜、分束器、两个半阶梯半平面相位反射镜、中继成像镜和面阵探测器，通过四通道偏振器、四通道成像镜与两个半阶梯半平面相位反射镜之间的光场耦合实现成像光场偏振与干涉的联合调制，从而获取目标场景的四通道偏振干涉图像，通过一次扫描即可同时获取目标场景的偏振、图像和光谱信息，具有微小型、轻量化、结构简单、集成度高、测量速度快、信息量多等优点。

主权项

1.基于半阶梯半平面相位反射镜的红外偏振干涉成像光谱仪，包括准直镜(1)、四通道偏振成像系统、干涉系统、中继成像镜(7)和面阵探测器(8)，其特征是；所述四通道偏振成像系统包括四通道偏振器(2)和四通道成像镜(3)，所述干涉系统包括分束器(4)和两个半阶梯半平面相位反射镜；携带目标偏振图谱信息的入射光经准直镜(1)后出射平行光，所述平行光经四通道偏振器(2)调制为四个不同的偏振状态后在四通道成像镜(3)的像方焦面上形成偏振像场阵列；所述分束器(4)将偏振像场阵列进行强度等分后分别投射到两个半阶梯半平面相位反射镜上，形成两个相干的偏振像场阵列，所述两个半阶梯半平面相位反射镜分别对偏振像场阵列中各偏振像场单元以空间分布形式进行相位量调制后返回分束器(4)，并经中继成像镜(7)后在面阵探测器上获得四个偏振态的干涉图像；所述两个半阶梯半平面相位反射镜中的一个半阶梯半平面相位反射镜的平面区域与阶梯区域的最高阶梯同高，以其平面区域为基准，阶梯区域以高度差h逐级递减；另一个半阶梯半平面相位反射镜的平面区域与阶梯区域的最低阶梯同高，以其平面区域为基准，阶梯区域以高度差h逐级递增；设定两个半阶梯半平面相位反射镜的口径相同，均为D×D，每个半阶梯半平面相位反射镜的平面区域的尺寸为D/2×D，阶梯区域的尺寸为D/2×D；所述两个半阶梯半平面相位反射镜相对于分束器3镜像放置，且其中一个半阶梯半平面相位反射镜的平面区域与另一个半阶梯半平面相位反射镜的阶梯区域相对于分束器(3)处于镜像位置，其阶梯区域与另一个半阶梯半平面相位反射镜的平面区域相对于分束器(3)处于镜像位置；所述分束器(3)为带有栅棱结构的轻型分束器由栅棱、分束窗和分束膜组成，所述栅棱对分束器进行空间分割形成分束窗阵列，分束膜位于分束窗上表面或分束窗和栅棱的上表面，栅棱对分束膜起支撑作用；栅网分束器中的栅棱在横向的宽度是其纵向宽度的倍，分束窗在横向的宽度是其纵向宽度的倍，分束窗在横向和纵向的占空比相同；所述栅网分束器中的栅棱宽度范围为1nm-100cm，分束窗宽度范围为1nm-100cm；栅棱厚度范围为1nm-100cm，分束窗厚度范围为1nm-100cm；所述栅网分束器中的栅棱的剖面结构为单面矩形、单面平行四边形、单面梯形、双面矩形、双面平行四边形或双面梯形。