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空间调制稳态微型快拍成像测偏技术研究

曹奇志 张晶 Edward DeHoog 卢远 胡宝清 李武钢 李建映 樊东鑫 邓婷 闫妍

空间调制稳态微型快拍成像测偏技术研究

曹奇志, 张晶, Edward DeHoog, 卢远, 胡宝清, 李武钢, 李建映, 樊东鑫, 邓婷, 闫妍
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  • 空间调制快拍成像测偏技术能通过空间调制将目标全部的斯托克斯参量编码到一幅干涉图像中, 实现一次拍摄获取全部偏振信息和二维空间图像, 在生物医学、空间遥感和军事监测等方面具有重要的科学意义和广阔的应用前景. 在之前的研究中, 理论分析了基于改进型萨瓦偏光镜的空间调制稳态微型快拍成像测偏技术(MSPSIP)方案与基于传统萨瓦偏光镜的空间调制稳态微型快拍成像测偏技术方案相比:前者在空间载频和通道宽度上提高了2倍, 反演目标同一斯托克斯参量的数据面积提高了4倍, 这使得它在空间分辨率和信噪比等方面具有明显优势. 本文采用计算机仿真从定量和定性两方面论证该理论分析的正确性; 采用几何光线模型分析阐明目标的偏振态被MSPSIP调制的详细过程, 并给出了像面干涉图表达式. 搭建了实验装置, 实验验证了该方案的正确性. 讨论了调整分析器偏振化方向对干涉强度的影响, 为MSPSIP的实际应用和优化提供了理论指导. 该技术具有微型轻量、稳态、快拍, 结构简洁、直光路和易配准,可同时获取多维偏振信息和目标图像的显著特点.
      通信作者: 张晶, zj_happiness@163.com
    • 基金项目: 北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室系统基金(批准号: 2014BGERLXT10)、广西师范学院博士启动基金、广西高校新型电功能材料重点实验室开放课题(批准号: DGN201501)、国家自然科学基金(批准号: 61275184)和国家高技术研究发展计划(批准号: 2012AA120211)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-11-05
  • 修回日期:  2015-12-15
  • 刊出日期:  2016-03-05

空间调制稳态微型快拍成像测偏技术研究

  • 1. 广西师范学院物理与电子工程学院, 南宁 530023;
  • 2. 广西师范学院, 北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室, 广西地表过程与智能模拟重点实验室, 南宁 530001;
  • 3. 西安交通大学空间光学研究所, 西安 710049;
  • 4. Optical Engineering & Analysis LLC, 1030 Loma Ave, Long Beach, California 90501, USA
  • 通信作者: 张晶, zj_happiness@163.com
    基金项目: 

    北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室系统基金(批准号: 2014BGERLXT10)、广西师范学院博士启动基金、广西高校新型电功能材料重点实验室开放课题(批准号: DGN201501)、国家自然科学基金(批准号: 61275184)和国家高技术研究发展计划(批准号: 2012AA120211)资助的课题.

摘要: 空间调制快拍成像测偏技术能通过空间调制将目标全部的斯托克斯参量编码到一幅干涉图像中, 实现一次拍摄获取全部偏振信息和二维空间图像, 在生物医学、空间遥感和军事监测等方面具有重要的科学意义和广阔的应用前景. 在之前的研究中, 理论分析了基于改进型萨瓦偏光镜的空间调制稳态微型快拍成像测偏技术(MSPSIP)方案与基于传统萨瓦偏光镜的空间调制稳态微型快拍成像测偏技术方案相比:前者在空间载频和通道宽度上提高了2倍, 反演目标同一斯托克斯参量的数据面积提高了4倍, 这使得它在空间分辨率和信噪比等方面具有明显优势. 本文采用计算机仿真从定量和定性两方面论证该理论分析的正确性; 采用几何光线模型分析阐明目标的偏振态被MSPSIP调制的详细过程, 并给出了像面干涉图表达式. 搭建了实验装置, 实验验证了该方案的正确性. 讨论了调整分析器偏振化方向对干涉强度的影响, 为MSPSIP的实际应用和优化提供了理论指导. 该技术具有微型轻量、稳态、快拍, 结构简洁、直光路和易配准,可同时获取多维偏振信息和目标图像的显著特点.

English Abstract

参考文献 (30)

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