[发明专利]一种多维度参数可调的新型快照式偏振光谱成像系统

权利要求书

1.一种多维度参数可调的新型快照式偏振光谱成像系统，其特征在于，包括下列部分：

物镜，位于整个成像系统的最前端，用于将视场内的目标成像在其焦平面；

准直镜，位于物镜的后面，其物方焦平面与物镜的像方焦平面重合，对物镜所成的像进行准直，使得光线按照一定的视场和口径平行出射；

分光光栅，位于准直镜的后面，将入射的各视场的平行光进行色散分光；

会聚镜A，位于分光光栅后面，且分光光栅位于其物方焦平面上，使得色散分光后的光线成像于数字微镜器件(DMD，DigitalMirror Device)上；

DMD，位于会聚镜像方焦平面上，由反射微镜阵列组成，通过编程为其加载相应的编码矩阵可以控制各微镜的驱动电压，使各微镜沿各自的对角线进行翻转，从而实现每个微镜上入射光信号的选通或阻断，完成对色散光光谱维度的编码调制；

会聚镜B，位于DMD后面，且其物方焦平面与DMD位置重合，经DMD编码调制后的带有空间和光谱信息的色散光经过会聚镜后到达合光光栅；

合光光栅，位于会聚镜B的像方焦平面上，与分光光栅对称放置，用于消除色散元件带来的像差，并将调制过的各分光谱段的光线进行合光；

分孔径偏振组件，位于合光光栅后面，由四个子孔径组成，每个孔径由可变光阑、透偏方向不同的偏振片和成像镜组成，光线经分孔径偏振组件后被分成四路偏振态不同的光线，通过控制可变光阑的孔径的大小，选取特定偏振态的光线成像于探测器上，以获取不同的压缩偏振光谱图像；

电荷耦合器件(charge coupled device,CCD)，为光电转换器件，用于将被测目标的光辐射强度转换为电信号，其输出的电信号经由计算机I/O卡送入计算机；

计算机，通过计算机程序控制加载DMD的编码矩阵，采集偏振光谱图像数据，进行相关的图像处理，最终得到复原后的目标偏振光谱图像；

所述系统的多维度参数可调的方法和步骤包括：通过DMD驱动电路与DMD进行通信，实时改变DMD上加载的编码矩阵，控制编码矩阵的码元尺寸实现可变光谱分辨率的调制；分孔径偏振组件将复合光束分为四束偏振态不同的光，通过计算机控制可变光阑的孔径大小实现对特定偏振态孔径的选通，完成对偏振分量的调制；CCD采集压缩偏振光谱图像，并通过像元合并的方法实现可变空间分辨率的调制； 针对不同的探测环境和探测目标，依次改变DMD编码矩阵模板的码元尺寸、CCD像元合并大小和选通偏振通道，在一定范围内选取不同的空间分辨率、光谱分辨率、偏振态，得到多组不同光谱、空间分辨率以及偏振态组合下的偏振光谱图像，完成目标的多维度参数可调的偏振光谱集成探测。