[发明专利]一种超宽谱段无透镜偏振光谱系统

说明书

本发明公开了一种超宽谱段无透镜偏振光谱系统，所述系统包括基底和分布于基底上的微结构，所述微结构的形状为非对称矩形，每个微结构在所述基底上呈一定的旋转角；远处的平面波光源经所述基底透过后，再经所述微结构的不同占空比及旋转角度变化进行电磁波调控，利用电磁波调控实现所述光谱系统参数的控制，包括光谱范围、光谱分辨率、空间分辨率和偏振特性的控制；根据焦距值及目标的位相函数计算基底不同位置坐标所需位相值，根据所述位相值匹配得到相应位置坐标上微结构的参数，从而获得全模结构阵列。该系统具有超轻、超薄、高便携性等特点，通过单一元件就可同时实现强聚焦、大色散、变光谱分辨率、偏振特性于一体。

技术领域

本发明涉及偏振光谱成像技术领域，尤其涉及一种超宽谱段无透镜偏振光谱系统。

背景技术

光谱技术不同于传统的成像技术，是一项集光学、光谱学于一体的光电探测技术，获取的信息不仅包括二维空间信息，还包含随波长分布的光谱辐射信息。光谱技术被广泛应用于航天遥感、航空侦察、安防监控、生物医学、生态监测等军事和民用领域，随着科学技术的进步，对于光学系统的便携性与高性能需求越来越大，要求其具有宽波段、成像性能好、重量轻、体积小等特性，传统的折射型系统虽然具有较好的性能，但系统结构复杂且体积大。

随着超精密加工技术的迅速发展，可实现衍射元件的加工，在系统中引入衍射元件，可实现色散，在一定程度上可简化系统结构，但是体积仍然远超过波长量级，传统超大色散系统是通过沿光路逐渐累积光程差来产生相移从而调制波前，至少要大于一个波长的距离才能有比较明显的位相变化，大色散、宽谱段、高分辨率相互制约，若实现宽谱段且光谱分辨率可调，需增加滤光片轮切换不同波段从而获得不同的光谱分辨率，系统体积很大；且获得物体的偏振特性需增加偏振片、半波片等多个偏振器件，不易集成，成本高。因此即使传统色散控制手段已经非常成熟，但传统光学器件仍然无法满足现今对超薄、超轻、便携器件的追求，现有技术迫切需要一种超薄、超轻元件并且可集成的色散控制系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种超宽谱段无透镜偏振光谱系统，该系统具有超轻、超薄、高便携性等特点，通过单一元件就可同时实现强聚焦、大色散、变光谱分辨率、偏振特性于一体，减少分级多个组件，极大缩小体积、降低成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种超宽谱段无透镜偏振光谱系统，所述系统包括基底和分布于基底上的微结构，其中：

所述微结构的形状为非对称矩形，每个微结构在所述基底上呈一定的旋转角；

远处的平面波光源经所述基底透过后，再经所述微结构的不同占空比及旋转角度变化进行电磁波调控，利用电磁波调控实现所述光谱系统参数的控制，包括光谱范围、光谱分辨率、空间分辨率和偏振特性的控制；

根据焦距值及目标的位相函数计算基底不同位置坐标所需位相值，根据所述位相值匹配得到相应位置坐标上微结构的参数，从而获得全模结构阵列；

其中，通过扫描微结构的高度、长度、宽度参数，建立不同参数与光能透过率及覆盖位相的关系，优化全模结构的周期、焦距参数，实现聚焦及色散的多样性，满足多种探测需求。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述系统具有超轻、超薄、高便携性等特点，通过单一元件就可同时实现强聚焦、大色散、变光谱分辨率、偏振特性于一体，减少分级多个组件，极大缩小体积、降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的超宽谱段无透镜偏振光谱系统的结构示意图；

图2为本发明实施例所述基底1上不同位置与位相的映射关系曲线示意图；