[发明专利]图像、高分辨率强度光谱与线偏振光谱探测装置和方法

权利要求书

1.一种图像、高分辨率强度光谱与线偏振光谱探测装置，其特征在于，沿入射光线的主光轴从左到右依次设有用于准直的望远系统(1)、消色差四分之一波片(2)、第一延迟器(3)、Wollaston棱镜(4)、Savart偏光镜(5)、第二延迟器(6)、检偏器(7)、成像镜(8)及CCD探测器(9)；入射光经望远系统(1)准直后变为平行光，平行光依次通过消色差四分之一波片(2)、第一延迟器(3)、Wollaston棱镜(4)、Savart偏光镜(5)、第二延迟器(6)、检偏器(7)和成像镜(8)，最终在CCD探测器(9)上获取到两幅双通道干涉图，构建满足右手定则的xyz坐标系，主光轴为z轴，所述消色差四分之一波(2)的快轴方向与x轴正向的夹角为0°；所述第一延迟器(3)的快轴方向与x轴正向的夹角为45°；Wollaston棱镜(4)的光轴分别位于yz与xz平面，光轴均与z轴垂直，第二延迟器(6)的快轴方向与x轴正向的夹角为45°；检偏器(7)的透振方向与y轴平行，CCD探测器(9)的感光面位于成像镜(8)的后焦面处。

2.根据权利要求1所述的图像、高分辨率强度光谱与线偏振光谱探测装置，其特征在于，所述望远系统(1)由第一透镜(101)、视场光阑(102)和第二透镜(103)组成；所述视场光阑(102)设置于第一透镜(101)和第二透镜(103)之间的主光轴上。

3.根据权利要求2所述的图像、高分辨率强度光谱与线偏振光谱探测装置，其特征在于，视场光阑(102)位于第一透镜(101)的后焦面上，并与第二透镜(103)的前焦面重合。

4.根据权利要求1所述的图像、高分辨率强度光谱与线偏振光谱探测装置，其特征在于，Savart偏光镜(5)左板的光轴与z轴正向成45°夹角，在xy平面内的投影与x轴正向夹角为45°；Savart偏光镜(5)右板的光轴与z轴负向成45°夹角，在xy平面内的投影与x轴正向夹角为45°。

5.一种如权利要求1所述图像、高分辨率强度光谱与线偏振光谱探测装置的探测方法，其特征在于：

入射光经望远系统(1)准直后变为平行光，平行光依次通过消色差四分之一波片(2)、第一延迟器(3)、Wollaston棱镜(4)、Savart偏光镜(5)、第二延迟器(6)、检偏器(7)和成像镜(8)，最终到CCD探测器(9)，在CCD探测器(9)上获取的两幅双通道干涉图的强度I₁和I₂分别为：

其中分别为第一延迟器(3)、第二延迟器(6)产生的延迟量；Δ_SP为Savart偏光镜(5)产生的光程差；

由以上两式可得：

根据傅里叶变换光谱学原理，对(3)式进行傅里叶变换可以复原出S₀；对(4)式通道滤波及傅里叶变换，可以得到光束总能量S₀、S₁及S₂：

其中FT{}代表傅里叶变换，real()代表取实部，imag()代表取虚部；

S₀代表光强，S₁代表0°和90°线偏振光的强度差，S₂代表45°和135°线偏振光的强度差。