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差分偏振干涉成像光谱仪I.概念原理与操作

穆廷魁 张淳民 李祺伟 魏宇童 陈清颖 贾辰凌

差分偏振干涉成像光谱仪I.概念原理与操作

穆廷魁, 张淳民, 李祺伟, 魏宇童, 陈清颖, 贾辰凌
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  • 本文介绍了一种基于Wollaston棱镜角剪切和Savart偏光镜横向剪切组合的静态、紧凑型、高通量差分偏振干涉成像光谱技术. 其显著特点是无运动部件,可同时获取目标正交偏振组分的干涉图和二维空间图像. 干涉图经傅里叶变换和图像融合算法可得到正交偏振组分的偏振光谱图像,正交偏振光谱图像之和等效于传统强度光谱图像,正交偏振光谱图像之差称为差分偏振光谱图像. 高对比度的差分偏振光谱不仅能刻画目标详细的表面形貌、纹理和结构信息,还可反演弹性散射粒子的尺度、浓度和折射率等信息. 文中描述了差分偏振干涉成像光谱仪的原理结构,给出了干涉强度分布规律表达式,分析了完整干涉图和二维空间图像的数据获取模式. 利用杨氏干涉模型对光通过Savart偏光镜后形成干涉直条纹的近轴关系进行了深入分析. 利用光场衍射理论确定了光谱仪中准直透镜和成像透镜实现紧凑化的结构关系. 计算机仿真模拟验证了方案的可行性. 为偏振成像光谱仪的发展提供了一种新思路.
    • 基金项目: 高等学校博士学科点专项科研基金(新教师类)(批准号:20130201120047)、中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:xjj2013044)、国家自然科学基金(批准号:61275184)、国家高技术研究发展计划(批准号:2012AA120211)和西安交通大学新教师科研支持计划资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-01-03
  • 修回日期:  2014-02-20
  • 刊出日期:  2014-06-05

差分偏振干涉成像光谱仪I.概念原理与操作

  • 1. 西安交通大学理学院, 空间光学研究所, 物质非平衡合成与调控教育部重点实验室, 西安 710049
    基金项目: 

    高等学校博士学科点专项科研基金(新教师类)(批准号:20130201120047)、中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:xjj2013044)、国家自然科学基金(批准号:61275184)、国家高技术研究发展计划(批准号:2012AA120211)和西安交通大学新教师科研支持计划资助的课题.

摘要: 本文介绍了一种基于Wollaston棱镜角剪切和Savart偏光镜横向剪切组合的静态、紧凑型、高通量差分偏振干涉成像光谱技术. 其显著特点是无运动部件,可同时获取目标正交偏振组分的干涉图和二维空间图像. 干涉图经傅里叶变换和图像融合算法可得到正交偏振组分的偏振光谱图像,正交偏振光谱图像之和等效于传统强度光谱图像,正交偏振光谱图像之差称为差分偏振光谱图像. 高对比度的差分偏振光谱不仅能刻画目标详细的表面形貌、纹理和结构信息,还可反演弹性散射粒子的尺度、浓度和折射率等信息. 文中描述了差分偏振干涉成像光谱仪的原理结构,给出了干涉强度分布规律表达式,分析了完整干涉图和二维空间图像的数据获取模式. 利用杨氏干涉模型对光通过Savart偏光镜后形成干涉直条纹的近轴关系进行了深入分析. 利用光场衍射理论确定了光谱仪中准直透镜和成像透镜实现紧凑化的结构关系. 计算机仿真模拟验证了方案的可行性. 为偏振成像光谱仪的发展提供了一种新思路.

English Abstract

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