一種光譜偏振成像系統設計及應用

何梓健 ,王科偉,馬麗芳,汪家春,趙大鵬,王啟超

(1.安徽省紅外與低溫等離子體重點實驗室，安徽 合肥 230037； 2.中國人民解放軍總參陸航部駐西安軍事代表室，陜西 西安 710065；3.陸軍軍官學院 信息化彈藥研究所，安徽 合肥230031)

引言

偏振探測作為強度探測的有益補充，能夠提供關于目標與背景的更多信息。利用目標和背景的偏振特性差異，可以抑制復雜背景噪聲，提高目標探測與識別的準確度[1-3]，因此，在目標探測領域具有廣泛的應用前景和經濟價值，是目前國內外研究的熱點。早在20世紀90年代，關于遙感中偏振信息的重要性就已得到美國國家航空航天局(NASA)的認可[4]。近年來，國內外多個研究小組開展了偏振成像探測系統的設計研究[5-7]，如基于液晶可調濾光器(LCTF)的光譜偏振成像探測系統[8]以及基于液晶相位可變延遲器(LCVR)和聲光可調濾波器(AOTF) 的光譜偏振成像探測系統[9]。但這些昂貴的可調光學器件加入到光路中，會對入射光造成較大的衰減，提高了對CCD相機的要求，增加了系統設計的難度和成本。此外，由于一般物體在相鄰光譜范圍內，其光譜偏振特性變化并不大，因而基于這些可調器件的多光譜或超光譜偏振成像探測系統，還可能會造成偏振探測結果的信息冗余。為此，本文設計了一種基于電動轉輪的光譜偏振成像探測系統，系統結構簡單，可以在事先固定的6個波長上實現光譜偏振成像探測，探測精度較高。

1 偏振成像探測原理

光的偏振態的描述通常采用Stokes矢量。……