本书在现有偏振成像、成像光谱技术发展历程及现状的基础上，从偏振光学的基本理论、偏振成像方法和干涉成像光谱技术基本原理出发，阐述通道调制宽波段全偏振同时成像技术的波段限制和扩展原理、典型双折射干涉成像光谱仪、大视场静态双折射干涉成像光谱技术实现机理和方法、光谱分辨率可调的新型静态双折射干涉成像光谱技术以及基于通道调制的静态傅里叶变换高光谱全偏振成像技术等创新性技术和方法。
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“偏振成像探测技术学术丛书”序
前言
第1章 绪论 1
1.1 成像光谱技术 3
1.2 偏振成像技术 10
1.3 光谱偏振成像技术 15
1.4 本章小结 19
参考文献 19
第2章 偏振光学基本理论 25
2.1 光的偏振态定义 25
2.1.1 线偏振与圆偏振 25
2.1.2 椭圆偏振 26
2.2 光的偏振态描述 26
2.2.1 电场矢量法 27
2.2.2 琼斯矢量法与琼斯矩阵 28
2.2.3 Stokes矢量法与缪勒矩阵 28
2.2.4 庞加莱球法 29
2.3 偏振光学器件 30
2.3.1 光在单轴晶体中的传播 31
2.3.2 线偏振器 33
2.3.3 相位延迟器 34
2.3.4 旋光器 35
2.3.5 偏振分束器 35
2.4 本章小结 37
参考文献 38
第3章 通道调制宽波段全偏振同时成像技术 39
3.1 通道调制型偏振成像的波段限制 40
3.2 通道调制型偏振成像的波段扩展原理 42
3.3 基于双Sagnac 光栅的通道调制宽波段全偏振成像技术 43
3.3.1 基本原理 43
3.3.2 系统光学效率与干涉调制度 46
3.3.3 原理样机 48
3.3.4 验证实验 48
3.4 本章小结 51
参考文献 51
第4章 干涉成像光谱基本理论 53
4.1 光谱重建原理 53
4.2 切趾 57
4.3 光程差与分辨率 60
4.4 采样间隔与采样间隔误差校正 61
4.4.1 采样间隔 61
4.4.2 采样间隔误差校正 62
4.5 干涉成像光谱的优越性 68
4.5.1 多重优越性 68
4.5.2 通量优越性 69
4.5.3 信噪比优越性 69
4.6 干涉成像光谱仪的成像方式 70
4.6.1 推扫型 71
4.6.2 凝视型 72
4.6.3 窗扫型 73
4.6.4 快照型 73
4.7 双折射干涉成像光谱仪 74
4.7.1 基于Wollaston棱镜的双折射干涉成像光谱仪 74
4.7.2 基于Savart偏光镜的双折射干涉成像光谱仪 75
4.7.3 基于双Wollaston棱镜的双折射干涉成像光谱仪 76
4.7.4 横向剪切量可调的双Wollaston平行平板分束器 76
4.8 本章小结 77
参考文献 77
第5章 大视场静态双折射干涉成像光谱技术 79
5.1 大视场成像光谱技术的需求和发展 79
5.2 双折射干涉成像光谱仪的视场角限制 81
5.2.1 Wollaston棱镜分束器的视场角限制 81
5.2.2 Savart偏光镜分束器的视场角限制 84
5.3 双Wollaston棱镜视场补偿技术 85
5.3.1 视场补偿原理概述 85
5.3.2 视场补偿方案设计 86
5.3.3 仿真实验与分析 89
5.3.4 鲁棒性分析 97
5.4 双Savart偏光镜视场补偿技术 99
5.4.1 影响Savart偏光镜视场角的因素 100
5.4.2 光程差二次项的消除 103
5.5 基于双Savart偏光镜的宽波段大视场双折射干涉成像光谱技术 107
5.5.1 总体设计 107
5.5.2 系统组成部件设计 107
5.5.3 视场扩大方案模拟及其与其他干涉成像光谱仪的比较 111
5.6 本章小结 113
参考文献 114
第6章 光谱分辨率可调的新型静态双折射干涉成像光谱技术 116
6.1 光谱分辨率可调的新型静态双折射干涉成像光谱技术原理 117
6.2 双Wollaston棱镜平行平板分束器的横向剪切量 118
6.3 光谱分辨率调节原理 121
6.4 分辨率调节实验 124
6.4.1 装置及系统参数 124
6.4.2 单色光及复色光干涉成像光谱实验 125
6.4.3 调节实验 127
6.5 系统光程差的详细计算 128
6.6 信噪比分析 131
6.6.1 干涉条纹信噪比 132
6.6.2 光谱信噪比 134
6.6.3 信噪比仿真 135
6.7 本章小结 139
参考文献 139
第7章 基于通道调制的静态傅里叶变换高光谱全偏振成像技术 141
7.1 基本结构及探测原理 142
7.1.1 系统基本结构 142
7.1.2 系统探测原理 142
7.2 原理样机设计 145
7.2.1 设计技术指标 145
7.2.2 光学系统设计 145
7.2.3 焦平面阵列 147
7.2.4 数据处理 148
7.3 原理验证实验 149
7.3.1 实验光路及装置 149
7.3.2 实验测试 150
7.4 变型方案 156
7.5 本章小结 156
参考文献 157
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