[发明专利]一种基于高密度光栅的Sagnac偏振成像装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于高密度光栅的Sagnac偏振成像装置，其特征在于，包含第一光栅、第二光栅、Sagnac环；Sagnac环包含反射镜、偏振分束器、偏振片、成像透镜、CCD探测器；第一光栅位于偏振分束器透射光路上；第二光栅位于偏振分束器反射光路上；反射镜位于第一光栅的水平方向与第二光栅垂直方向的交叉处；偏振片位于第一光栅的下方；成像透镜位于偏振片的下方；CCD探测器位于成像透镜的下方；本发明采用的光栅为相同器件，保证了光束相互平行；不仅起到了消除衍射角，同时也起到了分光的作用；结构紧凑，效率极高，可以产生高分辨率、波段更宽的光谱，使该装置适用于高分辨率偏振光谱成像。

技术领域

本发明涉及偏振成像的研究领域，特别涉及一种基于高密度光栅的Sagnac偏振成像装置及方法。

背景技术

成像光谱技术是集成像与光谱探测为一体的光学遥感技术，能够在连续光谱段上对同一地物进行分光谱同时成像，即在探测物体空间特征的同时将各个空间像元分光形成纳米级光谱分辨率的光谱信息，从而能从图谱合一的影像立方体上的任一像元得到目标的光谱曲线，因此，成像光谱数据可以对观测目标在几何形状和光谱特征两个方面进行分析和识别。近几年来，随着探测技术不断发展，探测器灵敏度和计算机处理数据能力的提高，干涉光谱技术也迅速发展，实现了大量图像数据的快速处理，使得干涉型光谱成像技术在遥感应用技术中成为先进技术。

中国专利“一种基于Wollaston棱镜分光的成像方法及成像光谱仪”(CN201410076785)提出了一种基于Wollaston棱镜分光的成像方法及成像光谱仪，其中，基于Wollaston棱镜分光的成像方法包括：光经过第一个偏振片改变光线偏振方向再通过第一个Wollaston棱镜分光得到两束光，直到经过第n个偏振片改变光线偏振方向再通过第n个Wollaston棱镜分光得到2n束光，n取值为2或3；所述2n束光通过成像镜再经过镀膜玻璃板补偿光程后在探测器成像。这种方法虽然稳定性高，但是使用Wollaston棱镜分光会导致色散，从而了限制带宽，条纹可见度也会随着光程差的增加而降低。

中国专利“一种偏振干涉成像光谱系统”(CN201620024948)提出了一种偏振干涉成像光谱系统。成像光谱系统包括微透镜阵列、准直镜、第一偏振阵列、Savart偏光镜组、第二偏振阵列、成像透镜、CCD探测器、信号处理系统，其中目标光源入射微透镜阵列，经过准直镜形成平行光，再经过第一偏振阵列形成线偏振光，Savart偏光镜组将线偏振光束分成两束线偏振平行光，再经过第二偏振阵列形成偏振方向相同的线偏振光，最后通过成像透镜聚合在CCD探测器上，形成干涉图，CCD探测器上形成的干涉图输入信号处理系统进行处理得到带有偏振信息的光谱图。这种方法虽然结构简单稳定，没有任何机械运动部件和电调谐器件，但是同样的使用Savart偏光镜分光会导致色散，从而了限制带宽，条纹可见度也会随着光程差的增加而降低。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于高密度光栅的Sagnac偏振成像装置，能改善了偏振Sagnac干涉仪产生的光谱，产生高分辨率、波段更宽的光谱。

本发明的另一目的在于提供一种基于高密度光栅的Sagnac偏振成像方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于高密度光栅的Sagnac偏振成像装置，包含第一光栅、第二光栅、Sagnac环；

所述Sagnac环包含反射镜、偏振分束器、偏振片、成像透镜、CCD探测器；

所述第一光栅位于线栅偏振分束器透射光路上；所述第二光栅位于线栅偏振分束器反射光路上；

所述反射镜位于第一光栅的水平方向与第二光栅垂直方向的交叉处；

所述偏振片位于第一光栅的下方；所述成像透镜位于偏振片的下方；所述CCD探测器位于成像透镜的下方；