[发明专利]一种非直观成像检测大气成分的光学系统和方法

权利要求书

1.一种非直观成像检测大气成分的光学系统，其特征在于，包括：

光源：发出作为检测光学系统的参考光和被测物的检测光；

收集镜头：对被测物的反射、散射和发光进行收集；

光波调制系统：用于对被测量光路的偏振态进行模式化自动调制；

成像镜头：用于即时成像，将到达光学系统的光线聚焦成像以便用CCD像素系统记录所得图像；

CCD像素系统：配合光波调制系统采用动态模式化扫描方法记录每一个像素光场强度的变化。

2.根据权利要求1所述的一种非直观成像检测大气成分的光学系统，其特征在于：所述的非直观成像检测大气成分的光学系统还包括计算机处理系统，计算机处理系统和CCD像素系统相连接，所述计算机处理系统对CCD像素系统记录的光场强度变化的数据进行拟合处理反算被测物的光波偏振参数图从而对被测物的成分进行分析，并提供操作界面。

3.根据权利要求1或2所述的一种非直观成像检测大气成分的光学系统，其特征在于：所述光源采用经过无污染大气散射后的自然光。

4.根据权利要求1或2所述的一种非直观成像检测大气成分的光学系统，其特征在于：所述的光波调制系统使用滤光片来选择对被测物敏感的波长和波段。

5.根据权利要求1或2所述的一种非直观成像检测大气成分的光学系统，其特征在于：所述的光波调制系统使用波片和偏振片来对偏振位相、相位和空间角进行步进扫描，对光场的偏振状态进行过滤，对光路偏振态产生响应并将响应提供给CCD像素系统。

6.根据权利要求1或2所述的一种非直观成像检测大气成分的光学系统，其特征在于：CCD像素系统采用单色CCD对光场强度进行偏振模式化测量，测量结果为单个像点，即以单个像素所在的位置所决定的点所得到的独立的光场强度变化。

7.一种利用权利要求1所述的系统实现非直观成像检测大气成分的光学方法，其特征在于：所述光源发出的光经过被测物和所述的光学系统时，被测物形貌、结构和成分将改变光线并形成偏振态，通过对光路中的偏振态进行模式化扫描检测，获取偏振态的状态参数，包括两垂直线偏振的相位差、两手向相反旋转偏振相位差、慢轴的偏振角、坐标轴向两线偏振的偏振度差、45度方向垂直偏振的偏振度差、两旋转偏振度差、线偏振双吸收、旋转偏振双吸收、总线性偏振度，偏振平均光强，总偏振光强，这些偏振态参数中的一个或几个的组合带有被测物或建筑物的物质结构、成分和形貌特征，通过所述光波调制系统光波偏振状态参数动态模式化检测，获取每一个像素点的偏振参数值，归位到像素坐标，得出空间参数变化图像，实现非直观偏振参数成像，进一步获取被测物结构、成分和形貌特征。