[发明专利]一种静态干涉成像偏振仪及获得目标的偏振信息的方法

权利要求书

1.一种静态干涉成像偏振仪，其特征在于：包括沿入射光方向依次设置的前置望远系统(1)、调制延迟器(2)、偏振干涉仪(3)、光学收集透镜(4)、面阵探测器(5)和计算机处理系统(6)，所述调制延迟器(2)由第一延迟器(21)和第二延迟器(22)组成；所述偏振干涉仪(3)由起偏器(31)、萨瓦尔偏光镜(32)和检偏器(33)组成；

其中由目标发出的入射光经前置望远系统(1)准直后进入调制延迟器(2)，经过调制延迟器(2)后成为加载有调制信息的出射光，该出射光再通过偏振干涉仪(3)变成两束振动平行且传播方向平行于入射光方向的线偏振光，该线偏振光经过收集透镜(4)后发生干涉并汇聚于面阵探测器(5)上，再经计算机处理系统(6)处理获得目标的形影信息、光谱信息和偏振信息。

2.根据权利要求1所述的静态干涉成像偏振仪，其特征在于：所述的第一延迟器(21)与第二延迟器(22)的厚度比例为1∶2。

3.根据权利要求1所述的静态干涉成像偏振仪，其特征在于：所述的第一延迟器(21)的快轴方向与第二延迟器(22)的快轴方向的夹角为45°。

4.根据权利要求2所述的静态干涉成像偏振仪，其特征在于：所述起偏器(31)和检偏器(33)的透光方向与第一延迟器(21)的快轴方向平行。

5.一种根据权利要求1所述的静态干涉成像偏振仪获得目标的偏振信息的方法，其特征在于：所述的方法按照以下步骤进行：

步骤一：由公式(1)获得静态干涉成像偏振仪的Mueller矩阵M：

M=14[1+cosδ]1010000010100000---(1);]]>

其中δ＝2πΔσ，为Savart偏光镜中两束光之间的相位差；Δ为Savart偏光镜中两束光之间的光程差；σ＝1/λ为波数，取决于光谱仪的波长响应范围；

步骤二：由公式(2)获得入射光经过调制延迟器和偏振干涉仪前后的Stokes矢量：

S_out＝M_SavartM_ПM_IS_in          (2)；

式中M_I、M_П和M_Savart分别为第一延迟器、第二延迟器和偏振干涉仪的Mueller矩阵，设M＝M_SavartM_ПM_I为总的Mueller矩阵；S_out代表入射光经过偏振干涉仪后的Stokes矢量；S_in代表入射光经过调制延迟器前的Stokes矢量；

步骤三：将调制延迟器的相位差和波数σ之间的关系由(3)式表示：

其中和分别表示光线经过第一延迟器、第二延迟器的相位延迟量，σ＝1/λ为波数取决于光谱仪的波长响应范围；Δn为延迟器中o光和e光之间的折射率差；d_j为延迟器的厚度；

步骤四：令

Sin=IMCS,]]>Sout=I′M′C′S′]]>

其中I代表入射光的总光强；M代表水平方向、垂直方向的强度差；C代表入射光45°方向与135°方向的强度差；S代表入射光右旋方向与左旋方向的强度差；I′代表出射光的总光强；M′代表出射光水平方向、垂直方向的强度差；C′代表出射光45°方向与135°方向的强度差；S′代表出射光右旋方向与左旋方向的强度差；由式S_out＝M_SavartM_ПM_IS_in获得出射光的强度谱I′为：

其中强度谱I′为入射光Stokes矢量元素谱经不同频率载波调制后的线性叠加；

步骤五：对I′进行傅立叶变换即可获得入射光的Stokes矢量，从而获得目标的偏振信息。