快照白光通道调制多偏振成像仪若干关键技术研究
发布时间：2024-12-22 02:30
偏振成像能够探测景物光波偏振态,与传统光电成像探测相比,偏振成像不仅可以获得目标光学辐射的光强度信息,还可以获得偏振度、偏振角、偏振椭率和辐射率等参数信息,增加被探测目标场景的信息量,因此在很多方面有重要应用,如遥感与大气观测、目标识别、天文与地理探测、机器视觉、精密加工与精密测量、生物医学、军事侦查等。“同时偏振成像”通过一次曝光可获得目标的多幅不同偏振态图像,探测速度快,可用于快速变化目标的探测。通道调制偏振成像是快照同时偏振成像的一种,其可在一次曝光条件下获取目标的多个或者全部偏振Stokes矢量。快照通道调制同时偏振成像的优点包括无需图像配准、结构相对简单、能耗较低、实时性高等。因此通道调制全偏振成像将是未来一段时间内偏振成像领域重点研究方向之一。论文基于快照白光通道调制多偏振成像仪(DCPSI)的结构和理论,以完善其基本理论、确定各个部件许用安装和调整误差范围、优化或改进其结构为目的,对DCPSI的若干关键问题进行深入研究。主要工作和成果包括:(1)给出DCPSI中光栅线对数对成像结果影响的表达式。DCPSI的理论要求光栅周期远大于波长,以满足光栅衍射角与波长近似成正比。然而,...
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 光的偏振
1.1.2 偏振成像技术及其应用
1.1.3 偏振成像技术分类
1.2 国内外研究现状
1.2.1 通道调制理论
1.2.2 快照通道调制多偏振成像技术
1.2.3 快照白光通道调制多偏振成像技术
1.3 研究意义
1.3.1 宽波段通道调制的意义
1.3.2 论文研究意义
1.4 论文主要工作
第2章 快照白光通道调制多偏振成像仪基本理论
2.1 引言
2.2 偏振信息调制与色散补偿原理
2.3 DCPSI色散补偿的原理
2.3.1 基本结构
2.3.2 DCPSI色散补偿的原理
2.4 偏振信息解调
2.5 本章小结
第3章 DCPSI中光栅结构参数对成像结果的影响
3.1 引言
3.2 光栅线对数与衍射角的关系
3.3 最大光栅线对数
3.4 光栅基底和光栅位置分析
3.4.1 光栅基底引起的色散
3.4.2 放置位置对光路产生的影响及其限制条件
3.5 实验与结果分析
3.5.1 DCPSI光栅线对数对结果的影响
3.5.2 光栅基底厚度对成像结果影响仿真
3.5.3 光栅位置
3.6 本章小结
第4章 光栅多级衍射对成像质量的影响
4.1 引言
4.2 光栅多级衍射分析
4.3 光栅多级衍射对成像质量的影响
4.4 双远心光路法减少多级衍射的影响
4.4.1 双远心光路
4.4.2 用双远心光路提高成像质量
4.4.3 双远心光路法的负面影响
4.5 实验设计与结果分析
4.5.1 测量光栅在632.8nm处的各级衍射能量
4.5.2 仿真能到达FPA的衍射级次和+1级衍射所含能量
4.5.3 验证多级衍射导致干涉条纹与背景对比度下降
4.5.4 验证加入双远心光路的效果
4.6 本章小结
第5章 WGBS基板引入的误差及补偿
5.1 引言
5.2 WGBS基板引入的误差
5.2.1 DCPSI要求两臂长度相等
5.2.2 WGBS基板导致两臂不平衡
5.3 WGBS基板引入误差的补偿
5.4 实验设计与结果分析
5.4.1 WGBS基板引入的误差
5.4.2 补偿效果验证
5.5 本章小结
第6章 DCPSI两臂长度差研究
6.1 引言
6.2 DCPSI两臂长度差及其影响
6.3 DCPSI两臂长度差的限制条件
6.4 实验设计与结果分析
6.5 本章小结
第7章 反射式白光通道调制多偏振成像仪
7.1 引言
7.2 DCPSI出射光束许用角
7.3 反射式白光通道调制多偏振成像仪结构
7.3.1 反射式白光通道调制多偏振成像仪产生干涉的原理
7.3.2 RGPSI输出光的平行性
7.4 RGPSI调制原理
7.5 RGPSI解调方法
7.6 实验设计与结果分析
7.7 本章小结
第8章 总结与展望
8.1 论文主要研究内容及创新点
8.2 未来研究工作展望
参考文献
攻读博士期间的学术活动及成果情况
1 )参与的项目与学术交流
2 )发表的期刊论文
3 )发表在审的期刊论文
4 )发表的会议论文
5 )申请的发明专利
6 )获得的学术奖励
附录 1 国内外研究现状详述
本文编号：4019295
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 光的偏振
1.1.2 偏振成像技术及其应用
1.1.3 偏振成像技术分类
1.2 国内外研究现状
1.2.1 通道调制理论
1.2.2 快照通道调制多偏振成像技术
1.2.3 快照白光通道调制多偏振成像技术
1.3 研究意义
1.3.1 宽波段通道调制的意义
1.3.2 论文研究意义
1.4 论文主要工作
第2章 快照白光通道调制多偏振成像仪基本理论
2.1 引言
2.2 偏振信息调制与色散补偿原理
2.3 DCPSI色散补偿的原理
2.3.1 基本结构
2.3.2 DCPSI色散补偿的原理
2.4 偏振信息解调
2.5 本章小结
第3章 DCPSI中光栅结构参数对成像结果的影响
3.1 引言
3.2 光栅线对数与衍射角的关系
3.3 最大光栅线对数
3.4 光栅基底和光栅位置分析
3.4.1 光栅基底引起的色散
3.4.2 放置位置对光路产生的影响及其限制条件
3.5 实验与结果分析
3.5.1 DCPSI光栅线对数对结果的影响
3.5.2 光栅基底厚度对成像结果影响仿真
3.5.3 光栅位置
3.6 本章小结
第4章 光栅多级衍射对成像质量的影响
4.1 引言
4.2 光栅多级衍射分析
4.3 光栅多级衍射对成像质量的影响
4.4 双远心光路法减少多级衍射的影响
4.4.1 双远心光路
4.4.2 用双远心光路提高成像质量
4.4.3 双远心光路法的负面影响
4.5 实验设计与结果分析
4.5.1 测量光栅在632.8nm处的各级衍射能量
4.5.2 仿真能到达FPA的衍射级次和+1级衍射所含能量
4.5.3 验证多级衍射导致干涉条纹与背景对比度下降
4.5.4 验证加入双远心光路的效果
4.6 本章小结
第5章 WGBS基板引入的误差及补偿
5.1 引言
5.2 WGBS基板引入的误差
5.2.1 DCPSI要求两臂长度相等
5.2.2 WGBS基板导致两臂不平衡
5.3 WGBS基板引入误差的补偿
5.4 实验设计与结果分析
5.4.1 WGBS基板引入的误差
5.4.2 补偿效果验证
5.5 本章小结
第6章 DCPSI两臂长度差研究
6.1 引言
6.2 DCPSI两臂长度差及其影响
6.3 DCPSI两臂长度差的限制条件
6.4 实验设计与结果分析
6.5 本章小结
第7章 反射式白光通道调制多偏振成像仪
7.1 引言
7.2 DCPSI出射光束许用角
7.3 反射式白光通道调制多偏振成像仪结构
7.3.1 反射式白光通道调制多偏振成像仪产生干涉的原理
7.3.2 RGPSI输出光的平行性
7.4 RGPSI调制原理
7.5 RGPSI解调方法
7.6 实验设计与结果分析
7.7 本章小结
第8章 总结与展望
8.1 论文主要研究内容及创新点
8.2 未来研究工作展望
参考文献
攻读博士期间的学术活动及成果情况
1 )参与的项目与学术交流
2 )发表的期刊论文
3 )发表在审的期刊论文
4 )发表的会议论文
5 )申请的发明专利
6 )获得的学术奖励
附录 1 国内外研究现状详述
本文编号：4019295
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