基于強(qiáng)度調(diào)制的偏振光譜測量技術(shù)

李輝，薛慶生，白皓軒，李子健

（中國海洋大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)部 物理與光電工程學(xué)院，青島 266100）

0 引言

光經(jīng)過介質(zhì)完成反射、折射、散射等傳輸過程中，可以產(chǎn)生與介質(zhì)屬性相關(guān)的偏振信息。根據(jù)此原理，可以通過收集不同偏振信息，實(shí)現(xiàn)對不同目標(biāo)物體的探測。因此，偏振信息被廣泛用于大氣氣溶膠研究、目標(biāo)物檢測、土壤濕度反演等多個(gè)領(lǐng)域［1-3］。為了表征光的偏振信息，研究人員提出了多種表示方法，其中包括斯托克斯矢量表示法、邦加球表示法、相干矩陣表示法及瓊斯矢量表示法，本文采用的強(qiáng)度調(diào)制偏振光譜測量技術(shù)是一種斯托克斯光譜信息測量技術(shù)。

強(qiáng)度調(diào)制偏振光譜測量技術(shù)作為測量偏振信息的常用方法之一，由日本學(xué)者OKA K 等［4］首次提出，克服了傳統(tǒng)測量方法實(shí)時(shí)性不高、時(shí)間分辨率低等缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對目標(biāo)光的靜態(tài)、快照式斯托克斯光譜信息的測量，使強(qiáng)度調(diào)制偏振光譜測量技術(shù)成為熱點(diǎn)研究課題。隨著偏振信息測量技術(shù)的深入研究，JONES S H等設(shè)計(jì)了偏振光譜強(qiáng)度調(diào)制技術(shù)與棱鏡色散光譜成像儀相結(jié)合的光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)屬于快照式光譜偏振成像系統(tǒng)［5］；HAGEN N 分析了強(qiáng)度調(diào)制偏振光譜測量技術(shù)中不同類型偏振器對系統(tǒng)性能的影響，為強(qiáng)度調(diào)制模塊的設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)［6］。對于強(qiáng)度調(diào)制偏振光譜測量技術(shù)的研究，國內(nèi)雖然開始時(shí)間較晚，但近幾年也取得了顯著的科研成果。安徽大學(xué)宋志平團(tuán)隊(duì)對強(qiáng)度調(diào)制偏振光譜儀的系統(tǒng)設(shè)計(jì)做了大量研究，介紹了強(qiáng)度調(diào)制偏振光譜儀的結(jié)構(gòu)原理，分析了調(diào)制器設(shè)計(jì)、光譜儀選型與系統(tǒng)指標(biāo)間的匹配關(guān)系，進(jìn)一步驗(yàn)證PSIM 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性［7］。……