全天域偏振模式测量系统设计与实现

针对现有偏振测量系统在观测全天域偏振模式时的不足,本文设计实现了一种具有近180°视场的成像式全偏振测量系统。系统由鱼眼镜头、中继镜片、偏振片、1/4波片、微距镜头、CMOS相机等组成,具有大视场、全偏振测量、便携性等特点。文章首先介绍了系统结构、工作原理和光学设计,并提出相应的标定方法以获取系统标定Muller矩阵。标定实验结果表明,系统线偏振测量误差小于3%,圆偏振误差小于10%。最后,利用系统在晴朗天气下进行了波长为488 nm的外场实验,获得了日落时分全天域的全偏振分布模式,实验结果与理论值相一致,验证了该系统在全天域偏振特性观测上的有效性。