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专利号: 2018107007762
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种孔径编码偏振光谱成像装置,其特征在于,消色差变焦物镜组(14)的后焦面与双光路Offner分合光系统的初始物面重合;所述双光路Offner分合光系统由凹球面反射镜(15)和凸球面反射光栅(16)组成,凹球面反射镜(15)和凸球面反射光栅(16)曲率中心相同,曲率半径之比为2:1;消色差变焦物镜组(14)与DMD(17)相对于凸球面反射光栅(16)对称,DMD(17)位于双光路Offner分合光系统的像面处;折转镜(18)位于双光路Offner分合光系统二次成像光路上,在折转镜(18)的反射光路中依次排列微偏振片阵列(19)、探测器(20),微偏振片阵列(19)与探测器(20)的间距为零;微偏振片阵列(19)中的各个单元与探测器(20)中的各个像元一一对应;微偏振片阵列(19)中的一部分单元为空置单元,其他单元为偏振单元;探测器(20)与图像采集卡(21)连接,计算机(22)分别与图像采集卡(21)、DMD(17)连接;

消色差变焦物镜组(14)将待探测目标成像在双光路Offner分合光系统的初始物面上,并由凹球面反射镜(15)将待探测目标的像反射到凸球面反射光栅(16)上,由凸球面反射光栅(16)将待探测目标的像反射分光得到待探测目标的光谱信号,再由凹球面反射镜(15)将待探测目标的光谱信号反射到DMD(17)上,在计算机(22)控制下,由DMD(17)对待探测目标的光谱信号进行快速Hadamard编码调制,得到光谱维编码图像,再由凹球面反射镜(15)将所述光谱维编码图像反射到凸球面反射光栅(16)上,由凸球面反射光栅(16)将光谱维编码图像反射合光得到光谱和空间混合图像,并依次由凹球面反射镜(15)、折转镜(18)将所述光谱和空间混合图像反射成像在微偏振片阵列(19)上,通过微偏振片阵列(19)中的偏振单元的那部分光谱和空间混合图像中的偏振信息被分离出来,得到光谱、偏振和空间混合图像,与直接从微偏振片阵列(19)中的空置单元通过的光谱和空间混合图像一起由探测器(20)转换为电信号,并经由图像采集卡(21)传送给计算机(22);计算机(22)一方面对光谱和空间混合图像电信号进行光谱信息处理,称重解码后,复原得到待探测目标图像的光谱特征,智能处理所有光谱数据,并实时成像;计算机(22)另一方面对光谱、偏振和空间混合图像电信号进行偏振信息提取,根据各个线偏振方向的光强参数,计算出待探测目标图像的Stokes矢量参数,比对光谱和空间混合图像光强参数,解算待探测目标图像偏振信息,重构偏振光谱图像,并实时成像。

2.根据权利要求1所述的孔径编码偏振光谱成像装置,其特征在于,消色差变焦物镜组(14)的焦距为80~320mm,变倍比为4×,视场角为2.2°~8.81°;在消色差变焦物镜组(14)中,自物方至像方依次为前固定组、变倍组、补偿组和后固定组,具有连续可变的视场,并且在视场变换的同时能够保持待探测目标图像的连续性和清晰度,避免丢失快速运动的目标。

3.根据权利要求1所述的孔径编码偏振光谱成像装置,其特征在于,微偏振片阵列(19)中的四分之一的单元为空置单元,四分之三的单元为偏振单元,由行列相邻的空置单元、0°偏振单元、60°偏振单元、120°偏振单元构成一个探测组,由若干个探测组行列排布构成微偏振片阵列(19)。

4.根据权利要求1所述的孔径编码偏振光谱成像装置,其特征在于,所述孔径编码偏振光谱成像装置的参数包括:光谱分辨率:≤66.7nm;光谱通道数:31;作用距离:3km;空间分辨率:0.094~0.375mrad。