基於全光調製的靜態高光譜全偏振Stokes成像技術研究

《基於全光調製的靜態高光譜全偏振Stokes成像技術研究》是依託西安交通大學，由李傑擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於全光調製的靜態高光譜全偏振Stokes成像技術研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李傑
• 依託單位：西安交通大學

中文摘要

光譜偏振成像技術是成像光譜和偏振成像技術的有機融合，是當前空間光學遙感技術發展的最前沿。本項目針對目前光譜偏振成像三合一探測受基礎原理限制，須有運動/電控調製部件、結構複雜、抗振能力差、環境適應性差、不能實時探測等問題，發展我們提出並受到國際同行認可的靜態光譜偏振圖像三位一體探測方案，通過特定方式排列的靜態雙折射晶體位相延遲器將不同位相因子分別同時調製到入射光4個Stokes參量上，再利用雙折射干涉的傅立葉變換性質直接將其在光程差域上分為若干獨立通道，最後對相應通道進行解調便可實現干涉光譜、全偏振信息實時探測；構建其工作機理的系統理論體系，深入研究位相因子全光調製與干涉分離機理，雙折射晶體內部光傳輸規律、結構性能參數對干涉成像質量的影響，系統偏振光譜回響及探測精度控制，擴展光譜探測範圍，提高光譜解析度及探測精度，為光譜偏振成像探測開拓新的途徑，為新型遙感器開發提供基礎理論與技術支持。

結題摘要

本項目對基於全光調製的高光譜全偏振成像技術基本原理、實現結構、系統誤差等進行了研究。主要工作和結果如下：（1）從基本雙折射晶體元件構型出發，建立了全光調製模組及干涉分光模組的數學物理模型。通過模型首次揭示了全光調製實現光譜、偏振、圖像信息同時獲取的關鍵物理機制——各Stokes參量不同位相因子的分別同時調製。探明了Stokes參量干涉通道各參數的控制因素；（2）通過光線追跡法研究了雙折射晶體稜鏡內部光傳輸規律，給出了Savart偏光器的光程差完整表達式，發現其表達式中含有的入射角相關非線性二次項是影響系統干涉條紋質量的決定因素，首次提出了正、負雙折射晶體補償結構消除光程差非線性二次項，大大改善了干涉條紋質量，同時也擴展了系統工作視場角範圍；（3）對基於全光調製的高光譜全偏振成像技術實現結構進行了分析，發現位相延遲器R1、R2、起偏器P、檢偏器A間的光軸、偏振透過方向方位角誤差是影響系統偏振、光譜測量精度的關鍵，提出了誤差修正方法。