[发明专利]圆偏振高光谱成像探测系统

权利要求书

1.一种圆偏振高光谱成像探测系统，其特征在于，由沿入射光方向依次设置的入射光准直系统（100）、双折射分光系统（200）、成像透镜（300）以及图像获取和处理系统（400）组成；目标发出的一束圆偏振光被入射光准直系统（100）准直后的平行光，被双折射分光系统（200）在纸平面内角向分束，形成传播方向和偏振方向两两平行的四束光；其中入射光准直系统（100）准直后的平行光中的左旋圆偏振分量经双折射分光系统（200）分成的两束偏振光经成像透镜（300）会聚后，将产生左旋偏振分量的干涉图像；入射光准直系统（100）准直后的平行光中的右旋圆偏振分量经双折射分光系统（200）分成的两束偏振光经成像透镜（300）会聚后，将产生右旋偏振分量的干涉图像；图像获取和处理系统（400）同时获取左旋和右旋圆偏振分量对应的干涉图像。

2.根据权利要求1所述的圆偏振高光谱成像探测系统，其特征在于，入射光准直系统（100）由沿入射光向依次设置的物镜（102）、视场光阑（103）和准直镜（104）组成；视场光阑（103）位于物镜（102）的像面上，同时也是准直透镜（104）的物方焦平面。

3.根据权利要求2所述的圆偏振高光谱成像探测系统，其特征在于，物镜（102）是望远物镜、显微物镜或普通物镜；当物镜（102）为望远物镜时，目标（101）位于无穷远距离；当物镜（102）为显微物镜或普通物镜时，目标（101）位于有限远距离。

4.根据权利要求1所述的圆偏振高光谱成像探测系统，其特征在于，双折射分光系统（200）由沿入射光向依次设置的消色差四分之一波片（201）、双折射棱镜对（202）、双折射波板对（203）及偏振器（204）组成；沿入射光传输的方向为z轴方向，垂直于z轴的竖直方向为y轴方向，垂直于z轴的水平方向为x轴方向，x轴、y轴、z轴三者符合右手螺旋定则；消色差四分之一波片（201）的快慢轴与x轴的夹角分别为±45°；双折射棱镜对（202）的光轴与x轴的夹角分别为0°和90°；双折射波板对（203）的光轴与z轴的夹角均为45°，其中左板光轴在xy平面的投影与x轴的夹角为-45°，右板光轴在xy平面的投影与x轴的夹角为45°；偏振器（204）的透振方向平行于x轴。

5.根据权利要求4所述的圆偏振高光谱成像探测系统，其特征在于，偏振器（204）是晶体棱镜型偏振片、二向色性偏振片或金属线栅偏振片。

6.根据权利要求1所述的圆偏振高光谱成像探测系统，其特征在于，图像获取和处理系统（400）由面阵探测器（401）、连接导线（402）及数据处理和显示系统（403）组成。

7.根据权利要求6所述的圆偏振高光谱成像探测系统，其特征在于，面阵探测器（401）置于成像透镜（300）的像方焦平面上；面阵探测器（401）是硅基CCD相机、CMOS相机或红外焦平面阵列。

8.根据权利要求1所述的圆偏振高光谱成像探测系统，其特征在于，图像获取和处理系统（400）对左旋和右旋圆偏振分量对应的干涉图像进行傅里叶变换和图像融合处理得到目标的左旋和右旋圆偏振组分的光谱图像信息，两圆偏振组分之差得到差分圆偏振光谱图像信息。