[发明专利]多角度测量物体偏振特性的装置及该装置实现多角度物体偏振特性的测量方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种测量目标自身红外辐射偏振信息，以及目标偏振信息随观测角度和温度变化的装置，属于红外技术领域、空间遥感领域和图像处理领域。

背景技术

人造物体在反射和发射电磁波的过程中都会产生偏振特性，这一特性是由物体自身性质，例如表面粗糙度和光学基本定律决定的。斯托克斯(Stokes)矢量，是用来描述物体辐射电磁波偏振态的矢量。斯托克斯矢量由四个斯托克斯参量来描述光的偏振信息和辐射强度信息：

S=IQUV---(1)]]>

式中，I表示测试样品辐射总光强；

Q表示水平与垂直方向光强差；

U表示45°方向线偏振光强差；

V表示圆偏振量，一般测试样品的圆偏振分量很小，通常不予考虑，取V=0。

通过斯托里克斯矢量可以求得物体辐射的线偏振度P(DOLP：Degree of Linear Polarization)和偏振角α(AOLP：Angel of Linear Polarization)：

P=U2+V2Iα=12arctan(UQ)---(2)]]>

式中P——线偏振度，P=0为非偏振光，P=1为全偏振光，0<P<1为部分偏振光；

α——偏振方向角，对于部分偏振光，就是能量最大的偏振方向与X轴的夹角。

目标的偏振特性一般是随着目标自身理化特征（例如粗糙度、含水量）和观测角度而变化的。因此，用于表征物体偏振特性的斯托克斯矢量，可以用来反映物体的一些理化特征，和观测角度。当目标确定以后，目标的理化特性即已经确定，这时候目标的偏振特性往往取决于观测角度；从另一个角度可以看作是，当观测角度一定时，目标的偏振特性取决于目标相对观测位置的角度和姿态，也就是说，通过探测目标的偏振特性，可以确定目标相对于观测位置的姿态，这无论是在天基预警还是地面观测中对识别目标和判断目标的姿态很有帮助。因此，发明一种目标偏振信息随观测角度和温度变化的测量装置是十分有意义的。

目前的测量装置大多测量物体的单一方向的偏振特性，这些装置在测量物体偏振特性随着观测角度变化关系时，需要多次测量在不同观测角度的偏振特性，并且测量时需要人工调整角度，这样测量过程耗时，并且测量精度得不到保证，而且测量的角度有限不能给出变化曲线。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有测量物体偏振特性的装置测量方向单一的问题，本发明提供一种多角度测量物体偏振特性的装置及该装置实现多角度物体偏振特性的测量方法。