部分偏振光成像传感器：设计与性能分析

该研究论文主要关注于探测部分偏振光的成像传感器的发展和应用，发表在2010年的《光学表达》(OpticsExpress)上，卷18，页码19087-19094。作者提出了一种创新设计，利用铝纳米线光学滤波器结合CCD成像阵列，旨在提高在复杂光学散射环境中的目标检测性能，如云雾条件下的目标对比度增强，水下成像的深度感知，以及正常环境中的化学异构体识别和非接触指纹检测等。 关键特性包括较高的信噪比（45dB），较快的帧率（40帧/秒）和相对较低的功耗（300mW）。部分偏振光的探测有助于获取关于入射角（物体形状）和物体材料特性（折射率）的重要信息。传感器的设计采用微偏振阵列，每个阵列由4个45°偏置的线偏振滤光片组成，以精确过滤和捕捉不同偏振状态的光线。 图像信息的复原依赖于标准数字图像处理算法，然而，运动造成的偏振信息提取不准确导致帧速率降低。此外，论文还详细讨论了微偏振阵列的设计要求，包括像素间距匹配、消光比至少20:1以及减少像素间的串扰。高分辨率的分焦平面偏振成像传感器将铝纳米线滤波器与集成的CCD成像元件（硅探测器）相结合，提供了1000×1000个像素的高分辨率图像采集。 光学测量部分对传感器的响应度、线偏振度、偏振角和消光比进行了精确评估，结果显示具有良好的线性和稳定性，例如线偏振度的线性误差仅为0.2%，均方根值为0.08°，消光比的最大值在不同波长下表现出较高差异，如625±5nm处达到58±1.2。 整体来看，这篇论文不仅介绍了部分偏振光成像传感器的工作原理和设计，还展示了其在多个领域中的潜在应用，并通过实验验证了其性能指标，为未来开发更高效的偏振光成像技术提供了有价值的研究基础。