带色散补偿的Sagnac干涉仪系统在白光场快照偏振测量中的应用

摘要

光谱成像技术集传统成像和光谱学于一身从目标中获取空间域光谱信息，这项技术在早些时候主要应用于遥感探测，到目前以广泛应用于生物医学领域，作为生物医学的强大分析工具。同时，偏振测量技术也已经在遥感监测，目标识别，生物医学领域有了实际应用。因此，研究利用空间光谱技术来获取包括线偏振、圆偏振信息在内的各类偏振信息的测量系统具有必要性和迫切性。
　　本文提出一种应用于白光场景下的快照偏振测量技术，此项技术结合Sangac干涉仪原理和空间快照偏振测量方法，解决了在空域中对二维Stokes参数的测量问题。详细阐述了带色散补偿Sangac干涉仪的结构原理，通过对其结构的搭建达到了同时测量至少3个偏振分量的目的，解决了多设备同时测得图像的配准问题。DCPSI结构可以在FPA上获得包含目标场景偏振信息的二维强度条纹图，该图是包括总光强S0、线偏振分量S2、圆偏振分量S3在内的三个斯托克斯(stokes)矢量的二维调制函数;针对这种条纹图，采用一种解调方法:使用快速傅里叶变换(FFT)在傅里叶域中对DCPSI的二维强度条纹图进行频率空间滤波，并获取Stokes矢量相关空间域表达式。并且对白光场Sangcac偏振计结构进行了优化，研究了其通光效率。
　　实验结果证明了利用Sangac干涉仪结构可以在白光场景下获取相关偏振信息，并且不需要进行结构扫秒，避免了由于移动系统光学器件所带来的不必要误差。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 术语的定义

1．3 国内外研究现状

1．4 光谱研究

1．4．1 一维偏振测量

1．4．2 二维偏振测量

1．4．3 三维偏振测量

1．4．4 全Stokes偏振测量

1．5 课题目的及创新点

1．6 论文主要内容

第二章 Sangac干涉仪结构在快照偏振测量技术中的应用

2．1 引言

2．2 快照偏振测量技术简述

2．3 载波频谱的偏振调制解调

2．4 Savart板快照偏振测量系统

2．5 Sagnac干涉仪结构的偏振调制解调

第三章 带色散补偿的sagnac干涉结构

3．1 引言

3．2 快速傅里叶变换相位提取技术原理

3．3 色散补偿的结构和实现原理

第四章 应用DCPSI结构的白光场图像偏振器

4．1 引言

4．2 全Stokes参量偏振测量技术

4．3 白光场快照Sangac偏振仪结构原理

第五章 实验系统设计与实验

5．1 引言

5．2 带色散补偿的Sangac干涉仪结构

5．3 通光效率研究

5．4 结构优化研究

5．5 双DCPSI结构的实验仿真结果

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况