强度调制型偏振光谱成像系统测量误差及定标研究

发布时间：2023-06-04 21:18

　　近年来,随着光学技术的发展和各领域对光学遥感信息量需求的增加,出现了一种新型光学探测技术——偏振光谱成像技术,其将偏振成像技术与光谱成像技术融为一体,可以获取目标的空间强度分布及理化特征等信息,获取信息量相比于传统光学探测技术大大增加,因而逐渐在各领域得到广泛应用。强度调制型偏振光谱成像技术作为偏振光谱成像领域的一种先进技术,可以实现对目标光的静态、快照式、全斯托克斯光谱测量,这对于保证探测的实时性,尤其是对于运动目标信息获取的准确性,具有重要意义。但是,强度调制型偏振光谱成像技术自提出以来,尚未得到广泛的工程应用,主要是因为针对该技术的测量误差分析及补偿体系有待完善,对误差源的作用机理研究不够深入,且关于该系统偏振定标的研究也较少。因此,系统测量误差及定标研究是推动强度调制型偏振光谱成像技术发展的关键。本论文针对强度调制型偏振光谱成像系统的测量误差及定标,主要开展了以下研究工作:对强度调制型偏振光谱成像技术的调制过程以及斯托克斯光谱的傅里叶变换复原法进行了研究,通过综合考虑通道分离条件、复原光谱分辨率以及光谱仪分辨能力等因素,给出了多级波片厚度的计算公式,并对其正确性进行了仿真验证。...

【文章页数】：168 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 传统偏振光谱成像系统的研究进展
        1.2.1 国外研究进展
        1.2.2 国内研究进展
    1.3 强度调制型偏振光谱成像系统的研究进展及现状分析
        1.3.1 研究进展
        1.3.2 研究现状分析
    1.4 本文研究内容和章节安排
第2章 强度调制型偏振光谱成像基本理论及技术研究
    2.1 偏振成像基本理论及技术
        2.1.1 偏振光描述方法
        2.1.2 典型偏振元件的穆勒矩阵
        2.1.3 偏振成像技术对比
    2.2 光谱成像基本理论及技术
        2.2.1 计算层析光谱成像技术
        2.2.2 傅里叶变换光谱成像技术
        2.2.3 色散型光谱成像技术
    2.3 强度调制型偏振光谱成像技术研究
        2.3.1 偏振光谱强度调制原理
        2.3.2 斯托克斯光谱复原方法
        2.3.3 多级波片厚度设计
        2.3.4 光学系统方案
    2.4 本章小结
第3章 强度调制模块的偏振误差研究
    3.1 强度调制模块偏振误差与测量误差的定量化分析
    3.2 强度调制模块偏振误差的标定方法研究
        3.2.1 偏振元件方位角误差的标定
        3.2.2 多级波片相位延迟量误差的标定
    3.3 强度调制模块偏振误差的补偿算法研究
    3.4 强度调制模块偏振误差标定及补偿方法的分析与验证
        3.4.1 仿真分析
        3.4.2 实验验证
    3.5 本章小结
第4章 强度调制型偏振光谱成像系统的光学系统偏振效应研究
    4.1 光学系统偏振效应对测量误差的影响
        4.1.1 光学系统偏振效应的表述
        4.1.2 光学系统偏振效应与测量误差的定量化分析
    4.2 光学系统的偏振效应分析
        4.2.1 透镜及反射镜界面的偏振效应分析
        4.2.2 衍射光栅的偏振特性研究
    4.3 保偏光学系统设计方法
    4.4 本章小结
第5章 强度调制型偏振光谱成像系统的偏振定标方法
    5.1 全系统偏振辐射传输模型的建立
        5.1.1 系统模块化建模方法的理论推导与分析
        5.1.2 强度调制模块的倾斜入射模型
        5.1.3 基于穆勒矩阵传递法的全系统偏振辐射传输建模
    5.2 系统偏振定标方法研究
        5.2.1 系统偏振参数的标定
        5.2.2 斯托克斯光谱复原方法的改进
    5.3 系统偏振定标方法的分析与验证
        5.3.1 仿真分析
        5.3.2 实验验证
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 论文创新点
    6.3 研究展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3831033