提出了一種高光譜Mueller矩陣成像（HMMI）方法,實現(xiàn)了空間、光譜和Mueller矩陣圖像的同步一體化獲取。詳細討論了高光譜Mueller矩陣成像的原理以及雙折射干涉器剪切干涉成像過程,對偏振態(tài)發(fā)生器/偏振態(tài)分析器進行了聯(lián)合優(yōu)化設計,給出了系統(tǒng)的定標方法。為驗證儀器的性能,在實驗室對目標進行光譜Mueller矩陣成像,證明了利用所提方法快速獲取光譜圖像和Mueller矩陣圖像的可行性。所提方法具有光譜分辨率高、偏振調制快等優(yōu)點,為光譜Mueller矩陣成像的發(fā)展提供了一種新的思路。 

【文章來源】：光學學報. 2020,40(07)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

HMMI系統(tǒng)結構圖

雙折射剪切干涉成像利用雙折射晶體o光和e光折射率的不同產(chǎn)生光程差,在像面上形成白光干涉條紋,從而實現(xiàn)干涉成像。雙折射干涉器(BI)由起偏器、BS和檢偏器構成,起偏器和檢偏器透光軸角度均為45°且起偏器與PSA的檢偏器共用一片偏振片,結構如圖2所示,其中晶體中的雙箭頭表示光軸(全文同)。BS用于產(chǎn)生光程差形成白光干涉條紋,SP和CP的材料均為方解石,SP的光軸在XOZ平面內,且與Z軸的夾角為45°,CP的光軸在YOZ平面內且與Z軸互相垂直。線偏振光入射至SP被分為o光和e光,出射時相互平行且具有一定橫向剪切量,這兩束光再次進入CP時,由于CP的主截面與SP的主截面相互垂直,由SP出射的o光在CP中變?yōu)閑光,稱此光為oe光,由SP出射的e光在CP中變?yōu)閛光,稱此光為eo光。最終由CP出射的兩束光線具有相位差Δ,在無窮遠處會發(fā)生干涉,用一個成像物鏡則可使干涉發(fā)生在焦平面上,用CCD即可獲得目標的干涉圖像。下面將給出雙折射剪切干涉器的光程差分布計算方式,并利用光程差表達式得到光譜分辨率和非線性光程差。單位厚度雙折射晶體所產(chǎn)生的相位差[9]可以表示為

表1 600～1000 nm波長范圍內的波數(shù)分辨率和光譜分辨率Table 1 Wavenumber resolution and spectral resolution in wavelength range of 600--1000 nm Wavelength /nm 600 650 700 750 800 900 1000 Wavenumber resolution /cm-1 83.8 84.4 85.0 85.5 85.9 86.7 87.3 Spectral resolution /nm 3.02 3.57 4.16 4.81 5.50 7.02 8.73通過目標與成像模塊在水平方向上的相對移動來改變目標點光線的入射角,在同一時刻,記錄部分或全部目標點在某個入射角下的干涉強度,在不同時刻,記錄部分或全部目標點在不同入射角下的干涉強度,以此獲得所有目標點的干涉條紋,這個過程就是雙折射剪切干涉光譜成像。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]寬波段鐵電液晶偏振態(tài)分析器的優(yōu)化設計[J]. 李建欣,劉勤,周建強,柏財勛,許逸軒,袁恒,劉杰.  光學學報. 2017(07)
[2]基于Mueller矩陣成像橢偏儀的納米結構幾何參數(shù)大面積測量[J]. 陳修國,袁奎,杜衛(wèi)超,陳軍,江浩,張傳維,劉世元.  物理學報. 2016(07)



本文編號：3386766