技术摘要：
本发明涉及一种快照型偏振光谱成像方法及装置。旨在解决现有技术中存在的光谱成像方法或装置不适应动态目标探测和实时探测的需求、偏振态测量的分时周期长、光谱混叠现象以及能量利用率不高的技术问题；本发明的一种快照型偏振光谱成像方法，对目标光线进行准直后通过F  全部
背景技术：
光谱成像和偏振成像相结合形成了一种新的光学遥感技术——偏振光谱成像技 术，该技术是能够集目标的图像信息、光谱信息和偏振态信息融于一体的新型探测技术，具 有明显的原理先进性和技术优势，光谱成像类设备可能存在“同谱异物”和“同物异谱”的现 象，在识别目标的精准度方面存在一定的局限性。在图像与光谱信息中加入偏振信息后，可 达到最佳探测与识别能力。尤其适合在浑浊介质(烟、雾、霾、尘、水体等)等条件下的目标探 测，也有偏振态具备的“强光弱化”和“弱光强化”特点，可以极大延伸遥感暗-亮两端的探测 区。同时，用偏振手段对大气衰减可以进行精确刻画和规律发现，可为新大气窗口理论提供 客观依据。 目前，对于偏振光谱成像探测方法主要有以下几种方式： 1.基于AOTF(声光可调谐)和LCTF(液晶可调谐)的偏振光谱成像方法：该方法的原 理是利用声光衍射原理和和液晶电调谐原理进行光谱谱段的选择，同时，采用相位延迟器 件LCVR等组合进行偏振态的测量，其缺点是只能用于静态目标的测量，不符合动态应用目 标和实时性的需求。 2.计算层析型的偏振光谱成像方法：通过安装多个不同偏振方向的偏振片和波片 进行偏振态和光谱信息的探测，其缺点是偏振态测量分时，测量周期长，有运动部件，在有 运动目标快速变化时不适用。 3.基于狭缝色散的光谱偏振成像方法：该方法采用偏振-光谱强度调制技术，通过 在普通的狭缝色散光谱仪光路中添加光谱调制模块来实现偏振态的测量，该方法的缺点是 光谱获取系统采用狭缝，因此能量利用率比较低，同时获取的原始数据存在光谱混叠现象。 4.基于偏振光栅的偏振光谱成像系统：该系统采用了一种新型的透射式各向异性 偏振敏感光栅，该光栅能够实现偏振维和光谱维的分离，但该系统在光谱获取方面存在混 叠现象，偏振态的测量需要通过组合计算，同时，该系统存在狭缝，能量利用率不高，透射光 栅的加工制备工艺难度大。 基于以上典型缺点，因此亟需一种具有非推扫、快照式、偏振信息同步获取、谱段 可编程输出的光谱成像技术。
技术实现要素：
本发明旨在解决现有技术中存在的光谱成像方法或装置不适应动态目标探测和 实时探测的需求、偏振态测量的分时周期长、光谱混叠现象以及能量利用率不高的技术问 题，而提供一种快照型偏振光谱成像方法及装置。 为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为： 4 CN 111595442 A 说　明　书 2/4 页 一种快照型偏振光谱成像方法，其特殊之处在于，包括以下步骤： 步骤1)对目标光线进行准直； 步骤2)通过F-P干涉仪对准直后的目标光线产生干涉，并不断微调F-P干涉仪，使 其输出的光波波长不断改变，从而产生谱段不断变换的连续光谱； 步骤3)获取谱段不断变换的偏振光谱图像并输出； 步骤4)采集偏振光谱图像。 进一步地，所述步骤2)中，所述微调F-P干涉仪是不断改变F-P干涉仪内微位移电 机的位移量。 基于上述的一种快照型偏振光谱成像方法，本发明还提供了一种快照型偏振光谱 成像装置，其特殊之处在于： 包括沿光路依次设置的前置光学望远单元、F-P干涉仪、探测单元以及采集控制单 元； 所述前置光学望远单元将目标光线准直出射； 所述F-P干涉仪用于改变目标光线的光程差； 所述探测单元获取目标光线的偏振光谱图像； 所述采集控制单元采集偏振光谱图像，并向F-P干涉仪输出不同的电压信号。 进一步地，所述探测单元包括成像镜组和偏振探测器； 所述成像镜组将目标光线成像于偏振探测器上； 所述偏振探测器用于获取偏振光谱图像。 进一步地，所述F-P干涉仪包括微位移电机； 所述采集控制单元内设有微位移电机的位移量与输出光波波长的对应数据组。 进一步地，所述偏振探测器包括第一偏振单元； 所述第一偏振单元由0度线偏方向、45度线偏方向、135度线偏方向和非偏振方向 以2*2矩阵形式配置而成。 进一步地，所述偏振探测器包括第二偏振单元； 所述第二偏振单元由0度线偏方向、45度线偏方向、135度线偏方向和圆偏振方向 以2*2矩阵形式配置而成。 进一步地，所述偏振探测器包括第三偏振单元； 所述第三偏振单元由0度线偏方向、45度线偏方向、90度线偏方向和135度线偏方 向以2*2矩阵形式配置而成。 进一步地，所述偏振探测器是由第一偏振单元、第二偏振单元和第三偏振单元中 的至少一种以N*N矩阵形式任意组合配置而成； 所述第一偏振单元由0度线偏方向、45度线偏方向、135度线偏方向和非偏振方向 以2*2矩阵形式配置而成； 所述第二偏振单元由0度线偏方向、45度线偏方向、135度线偏方向和圆偏振方向 以2*2矩阵形式配置而成； 所述第三偏振单元由0度线偏方向、45度线偏方向、90度线偏方向和135度线偏方 向以2*2矩阵形式配置而成。 进一步地，所述前置光学望远单元包括沿光路依次设置的前置镜组、视场光阑以 5 CN 111595442 A 说　明　书 3/4 页 及准直镜组； 所述前置镜组实现目标光线的前置收集，并将目标光线入射至视场光阑，视场光 阑对目标光线进行视场选择调整，后经所述准直镜组准直出射至F-P干涉仪。 本发明的有益效果是： 1.本发明的光谱成像方法相比传统的偏振光谱成像方法，具有实现快照式偏振光 谱获取的能力，具备对运动目标的探测能力。 2.本发明的偏振态获取是同步获取，具有非常好的实时性，非传统方式的分时、不 同步测量。 3、本发明的光谱成像装置不存在大行程的运动部件，具有非常好的稳定性，非传 统方式的需旋转偏振轮或者波片。 4、本发明的光谱成像装置的光谱获取不采用狭缝，因此能量利用率高，且不存在 光谱混叠现象。 5、本发明的偏振光谱成像装置具备不同偏振态信息获取条件下的谱段选择能力。 附图说明 图1是本发明一种快照型偏振光谱成像装置的结构原理图； 图2是本发明中第一偏振单元的配置图； 图3是本发明中第二偏振单元的配置图； 图4是本发明中第三偏振单元的配置图； 图5是本发明中四个第一偏振单元以2*2矩阵形式组合的配置图。 图中，1-前置光学望远单元，11-前置镜组，12-视场光阑，13-准直镜组，2-F-P干涉 仪，3-探测单元，31-成像镜组，32-偏振探测器，321-第一偏振单元，322-第二偏振单元， 323-第三偏振单元，4-采集控制单元。