[发明专利]一种双通道差分偏振干涉成像光谱仪

权利要求书

1.一种双通道差分偏振干涉成像光谱仪，其特征在于：包括沿入射光方向依次设置的准直透镜(2)、渥拉斯顿棱镜(3)、萨瓦尔偏光镜(4)、线偏振器(5)、成像透镜(6)、面阵探测器(7)、连接导线(8)及计算机处理系统(9)；

其中目标(1)发出的光经准直透镜(2)准直后，被渥拉斯顿棱镜(3)在垂直于纸平面的方向内，角向剪切为振动方向正交的平行分量(I)和垂直分量(II)；其中平行分量(I)被萨瓦尔偏光镜(4)在纸平面内横向剪切为两束振幅相等、振动方向正交的线偏振光，经线偏振器(5)后变成沿其偏振化方向的两束线偏振光，成像透镜(6)将它们会聚于面阵探测器(7)的一侧，产生平行分量的干涉图像；而垂直分量(II)也被萨瓦尔偏光镜(4)在纸平面内横向剪切为两束振幅相等、振动方向正交的线偏振光，经线偏振器(5)后变成沿其偏振化方向的两束线偏振光，成像透镜(6)将它们会聚于面阵探测器(7)的另一侧，产生垂直分量的干涉图像；面阵探测器(7)同时获取目标的平行分量和垂直分量的干涉图像；利用时空混合窗扫技术即可获得目标的平行分量和垂直分量的完整序列干涉图像；经连接导线(8)输入计算机处理系统(9)进行傅里叶变换处理，便可得到目标的平行分量和垂直分量的光谱强度；利用图像融合算法即可得到目标的平行分量和垂直分量的光谱图像；两光谱图像之差即为目标的差分偏振光谱图像；两光谱图像之差与两光谱图像之和的比值即为目标的线偏振度光谱图像。

2.根据权利要求1所述的双通道差分偏振干涉成像光谱仪，其特征在于：所述渥拉斯顿棱镜(3)的主截面与萨瓦尔偏光镜(4)的主截面与成45°角。

3.根据权利要求1所述的双通道差分偏振干涉成像光谱仪，其特征在于：所述线偏振器(5)的偏振方向与从渥拉斯顿棱镜(3)出射的平行分量(I)的偏振方向平行。

4.根据权利要求1所述的双通道差分偏振干涉成像光谱仪，其特征在于：所述线偏振器(5)的偏振方向与从渥拉斯顿棱镜(3)出射的垂直分量(II)的偏振方向正交。

5.根据权利要求1所述的双通道差分偏振干涉成像光谱仪，其特征在于：所述面阵探测器(7)放置于成像透镜(6)的焦平面上。

6.根据权利要求1所述的双通道差分偏振干涉成像光谱仪，其特征在于：所述目标的平行分量的干涉图像由公式(1)表示：

I₁＝B_||(σ)[1+cos(2πσd·y/f)]/2        (1)；

所述获得的目标的垂直分量的干涉图像由公式(2)表示：

I₂＝B_⊥(σ)[1-cos(2πσd·y/f)]/2        (2)；

其中B_||(σ)和B_⊥(σ)分别是入射光的平行分量和垂直分量的光谱强度，σ是入射光的波数，d是由萨瓦尔偏光镜产生的横向剪切量，y是面阵探测器在y轴方向的坐标位置，f是成像透镜(6)的焦长。

7.根据权利要求6所述的双通道差分偏振干涉成像光谱仪，其特征在于：根据公式(1)和(2)分别对目标的平行分量的干涉图像和目标的垂直分量的干涉图像进行傅里叶变换和图像融合处理，即得到目标的平行分量和垂直分量的光谱图像B_||(σ)和B_⊥(σ)。

8.根据权利要求7所述的双通道差分偏振干涉成像光谱仪，其特征在于：所述目标的差分偏振光谱图像由公式(3)获得：

I＝B_||(σ)-B_⊥(σ)                    (3)；

其中I为目标的差分偏振光谱图像；B_||(σ)和B_⊥(σ)为目标的平行分量和垂直分量的光谱图像。

9.根据权利要求7所述的双通道差分偏振干涉成像光谱仪，其特征在于：所述目标的线偏振度图像由公式(4)获得：

P=B||(σ)-B⊥(σ)B||(σ)+B⊥(σ)---(4);]]>

其中P为目标的线偏振度，B_||(σ)和B_⊥(σ)为目标的平行分量和垂直分量的光谱图像。