一种同时偏振光谱成像探测系统技术方案

一种同时偏振光谱成像探测系统，包括成像光谱仪和设于所述成像光谱仪的中间像面处的偏振阵列器；所述偏振阵列器包括在同一基底平面上呈阵列排列的多个偏振单元。上述同时偏振光谱成像探测系统，目标光束入射至成像光谱仪后，经过成像光谱仪的前置光学系统，再经过偏振阵列器，再入射至成像光谱仪的后置光学系统，可以得到偏振光谱图像。同时偏振光谱成像探测系统，可以同时获取被测目标的偏振、光谱、空间等多元信息，有效提高复杂背景中的目标辨识度，且结构简单紧凑，成本较低。

A simultaneous polarization spectrum imaging detection system

A simultaneous polarization spectral imaging detection system includes an imaging spectrometer and a polarization array at the middle image plane of the imaging spectrometer, the polarization array comprising a plurality of polarization elements arranged in an array on the same substrate plane. After the target beam is incident to the imaging spectrometer, it passes through the pre-optics system of the imaging spectrometer, passes through the polarization array, and then is incident to the post-optics system of the imaging spectrometer. At the same time, the polarization spectrum imaging detection system can obtain the polarization, spectrum, space and other multi-information of the target at the same time, effectively improve the target identification in complex background, and the structure is simple and compact, and the cost is low.

【技术实现步骤摘要】
一种同时偏振光谱成像探测系统
本专利技术涉及成像探测系统
，尤其涉及一种同时偏振光谱成像探测系统。
技术介绍
偏振光谱成像将成像技术、光谱技术和偏振技术融为一体，能够同时获得目标的光谱和偏振图像。为目标的的探测和识别提供了更加丰富的信息，能有效提高复杂环境中目标的辨识度。通过对目标偏振光谱特性的分析，可以准确、有效地获取目标的化学成分、性状等信息。偏振光谱成像一般有两种实现方式。第一种，以光谱成像仪作为基础元件，在其成像光路中添加偏振元件；第二种，以偏振成像仪为基础元件，在成像光路中加入色散元件。本专利技术接近第一种方式，在成像光谱仪的中间像面处添加偏振元件。然而，传统的偏振光谱成像系统一般结构较为复杂，体积较大。
技术实现思路
鉴于此，有必要提供一种轻小紧凑型的同时偏振光谱成像探测系统。一种同时偏振光谱成像探测系统，包括成像光谱仪和设于所述成像光谱仪的中间像面处的偏振阵列器；所述偏振阵列器包括在同一基底平面上呈阵列排列的多个偏振单元。在一个实施例中，所述偏振单元包括四个大小相同的微偏振片，其中至少三个所述微偏振片具有不同透偏振方向。在一个实施例中，所述偏振单元包括三个大小相同且具有不同透偏振方向的微偏振片和一个与所述微偏振片大小相同但无特定透偏振方向的非偏振片。在一个实施例中，所述偏振阵列器的大小与所述中间像面的大小相同。在一个实施例中，所述成像光谱仪为光路中存在中间像面的成像光谱仪。在一个实施例中，所述成像光谱仪为色散型成像光谱仪、傅里叶变化型成像光谱仪和滤光片型成像光谱仪中的至少一种。在一个实施例中，所述成像光谱仪包括依次设置的入射狭缝、准直镜、光栅、成像透镜和探测器。在一个实施例中，所述成像光谱仪包括依次设置的入射狭缝、准直镜、棱镜、成像透镜和探测器。在一个实施例中，所述成像光谱仪包括入射狭缝、准直镜、分束器、反射镜、动反射镜、成像透镜和探测器，所述入射狭缝、所述准直镜、所述分束器和所述动反射镜沿第一方向呈直线排列，所述反射镜、所述分束器、所述成像透镜和所述探测器沿第二方向呈直线排列，所述第一方向和所述第二方向垂直。在一个实施例中，所述成像光谱仪包括依次设置的入射狭缝、准直镜、起偏器、渥氏棱镜、检偏器、成像透镜、柱面镜和探测器。上述同时偏振光谱成像探测系统，目标光束入射至成像光谱仪后，经过成像光谱仪的前置光学系统，再经过偏振阵列器，再入射至成像光谱仪的后置光学系统，可以得到偏振光谱图像。同时偏振光谱成像探测系统，可以同时获取被测目标的偏振、光谱、空间等多元信息，有效提高复杂背景中的目标辨识度，且结构简单紧凑，成本较低。附图说明图1为一实施方式的同时偏振光谱成像探测系统的结构示意图；图2为一实施方式的偏振阵列器的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，一实施方式的同时偏振光谱成像探测系统100，包括成像光谱仪10和设于成像光谱仪10的中间像面12处的偏振阵列器20。在一个实施例中，偏振阵列器20的大小与中间像面12的大小相同。可以理解，在其他实施例中，偏振阵列器20的大小也可以大于或小于中间像面12的大小。请同时参考图2，偏振阵列器20包括在同一基底平面上呈阵列排列的多个偏振单元22。在一个实施方式中，偏振单元22包括四个大小相同的微偏振片，其中至少三个微偏振片具有不同透偏振方向。在如图2所示的实施例中，四个微偏振片分别为微偏振片A、微偏振片B、微偏振片C和微偏振片D。四个微偏振片共平面且呈矩形分布。在本实施方式中，将0°微偏振片、45°微偏振片、90°微偏振片和135°微偏振片按顺时针排布，构成偏振单元22。可以理解，四个微偏振片的排列方式以及微偏振片的角度并不限于图2中所示的方式。在另一个实施方式中，偏振单元22包括三个大小相同且具有不同透偏振方向的微偏振片和一个与上述微偏振片大小相同但无特定透偏振方向的非偏振片。上述三个微偏振片和一个非偏振片共平面且呈矩形分布。可以理解，成像光谱仪10可以为色散型成像光谱仪、傅里叶变化型成像光谱仪和滤光片型成像光谱仪等光路中存在中间像面的所有类型的成像光谱仪中的至少一种。对于色散型成像光谱仪，入射狭缝位置就是其中间像面位置。在一个实施方式中，成像光谱仪包括依次设置的入射狭缝、准直镜、光栅、成像透镜和探测器。偏振阵列器20设于入射狭缝处。目标光束透过偏振阵列器20入射到准直镜上，再通过光栅散射至成像透镜，接着目标光束透过成像透镜在探测器上成像。在一个实施方式中，成像光谱仪包括依次设置的入射狭缝、准直镜、棱镜、成像透镜和探测器。偏振阵列器20设于入射狭缝处。目标光束透过偏振阵列器20入射到准直镜上，再透过棱镜出射至成像透镜，接着目标光束透过成像透镜在探测器上成像。在一个实施方式中，成像光谱仪包括入射狭缝、准直镜、分束器、反射镜、动反射镜、成像透镜和探测器，入射狭缝、准直镜、分束器和动反射镜沿第一方向呈直线排列，反射镜、分束器、成像透镜和探测器沿第二方向呈直线排列，第一方向和第二方向垂直。偏振阵列器20设于入射狭缝处。目标光束透过偏振阵列器20入射到准直镜上，再出射至分束器，分束器将目标光束分为垂直的第一光束和第二光束分别出射至动反射镜和反射镜，动反射镜将第一光束反射至分束器后，被分束器反射至成像透镜，透过成像透镜后在探测器上成像。反射镜将第二光束反射至分束器后，透过分束器出射至成像透镜，透过成像透镜后在探测器上成像。在一个实施方式中，成像光谱仪包括依次设置的入射狭缝、准直镜、起偏器、渥氏棱镜、检偏器、成像透镜、柱面镜和探测器。偏振阵列器20设于入射狭缝处。目标光束依次透过偏振阵列器20、准直镜、起偏器、渥氏棱镜、检偏器、成像透镜和柱面镜，然后在探测器上成像。可以理解，成像光谱仪并不限于以上结构，在实际工作中，根据需要对成像光谱仪的结构进行改进。上述同时偏振光谱成像探测系统100，目标光束入射至成像光谱仪后，经过成像光谱仪的前置光学系统，再经过偏振阵列器20，再入射至成像光谱仪的后置光学系统，可以得到偏振光谱图像。同时偏振光谱成像探测系统100，可以同时获取被测目标的偏振、光谱、空间等多元信息，有效提高复杂背景中的目标辨识度，且结构简单紧凑，体积小，只需对原有成像光谱仪进行简单改造，即可实现偏振光谱图像的同时探测获取。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同时偏振光谱成像探测系统，其特征在于，包括成像光谱仪和设于所述成像光谱仪的中间像面处的偏振阵列器；所述偏振阵列器包括在同一基底平面上呈阵列排列的多个偏振单元。

【技术特征摘要】
1.一种同时偏振光谱成像探测系统，其特征在于，包括成像光谱仪和设于所述成像光谱仪的中间像面处的偏振阵列器；所述偏振阵列器包括在同一基底平面上呈阵列排列的多个偏振单元。2.如权利要求1所述的偏振光谱成像探测系统，其特征在于，所述偏振单元包括四个大小相同的微偏振片，其中至少三个所述微偏振片具有不同透偏振方向。3.如权利要求1所述的偏振光谱成像探测系统，其特征在于，所述偏振单元包括三个大小相同且具有不同透偏振方向的微偏振片和一个与所述微偏振片大小相同但无特定透偏振方向的非偏振片。4.如权利要求1所述的同时偏振光谱成像探测系统，其特征在于，所述所述偏振阵列器的大小与所述中间像面的大小相同。5.如权利要求1所述的同时偏振光谱成像探测系统，其特征在于，所述成像光谱仪为光路中存在中间像面的成像光谱仪。6.如权利要求1所述的同时偏振光谱成像探测系统，其特征在于，所述成像光谱仪为色散型成像光谱仪、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振铎，徐蓉，刘欣悦，赵勇志，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22