双分离渥拉斯顿棱镜动态偏振成像系统

"本文介绍了一种用于动态目标场景偏振成像的双分离渥拉斯顿棱镜同时偏振成像系统。该系统采用创新的设计，结合分振幅和分孔径技术，能够在两个探测器上同时获取四个偏振分量的图像，从而实现实时动态场景的偏振信息获取。系统设计包括光学系统、核心器件（渥拉斯顿棱镜）以及光机结构的详细规划。实验结果显示，系统的偏振分光性能优秀，8 bit偏振消光图像的残留灰度值低于15，表明具有高信噪比。此外，通过外触发信号同步控制透射和反射光路，系统最高可达到90 Hz的帧频，甚至在25 Hz时也能同步捕获动态场景的偏振图像，有效地分析场景的偏振度和偏振方位角。系统具有良好的空间分辨率，达到76.9 cyc/mrad，能清晰成像任意距离的目标，尤其适用于远距离成像任务。" 本文的核心知识点如下： 1. **偏振成像技术**：偏振成像是利用光波的偏振特性来获取目标信息的一种方法，特别适用于动态目标场景，因为它们可以提供额外的目标特性，如表面粗糙度、材料性质等。 2. **双分离渥拉斯顿棱镜**：渥拉斯顿棱镜是一种光学元件，常用于分解入射光的线偏振态，将其分为两束具有90度相位差的偏振光。文中提出的双分离设计意味着有两个独立的渥拉斯顿棱镜，可以同时处理两个不同的光路，提高系统的成像速度和效率。 3. **分振幅与分孔径技术**：这种技术是将入射光分成多个部分，分别通过不同的路径进行探测，使得可以在同一时间获取不同偏振状态的信息，实现同时偏振成像。 4. **光机设计**：系统的光机结构设计是确保光学系统稳定性和精度的关键，它涉及到光学元件的布局、固定和调整，以保证最佳的光路传递和成像质量。 5. **偏振分光性能**：实验结果表明，系统的偏振分光效果良好，残留灰度低，这表明系统对偏振光的区分能力强，能有效提取偏振信息。 6. **帧频与同步控制**：通过外触发信号同步控制透射和反射光路，系统能以高帧频（最高90 Hz）工作，即使在较低的帧频（如25 Hz）下，也能同步捕捉动态场景的偏振图像，这对于实时分析快速变化的场景至关重要。 7. **空间分辨率**：系统分辨率达到76.9 cyc/mrad，这意味着系统能够清晰分辨极小的细节，对于远程成像和高精度目标识别有重要意义。 本文提出的双分离渥拉斯顿棱镜同时偏振成像系统展示了在动态目标场景中进行偏振成像的高效和精确性，具有广泛的应用潜力，特别是在军事、遥感、环境监测等领域。