微偏振片阵列红外成像非均匀性产生机理及其校正

集成微偏振片阵列红外成像系统的偏振度图像对非均匀性高度敏感,不经非均匀校正的偏振度图像存在较大误差。为了校正微偏振片阵列红外成像的非均匀性,以入射光Stokes矢量形式,建立了光电转换基本过程的偏振像素模型,基于入射激励和辐射响应数据,分析了微偏振阵列与红外焦面联合作用下非均匀性产生机理。提出一种基于多次辐射测量的矩阵形式的非均匀性校正方法,该方法通过构造多组测量方程,求解偏振像元的增益矢量,由相邻四像元增益矢量组成超级像元的增益矩阵,结合Stokes矢量提取矩阵,逆向求解重构点的校正矩阵。实验数据表明:该方法比两点法降低非均匀性约5%~20%,有效改善红外偏振度图像质量。

微偏振片阵列成像的非均匀校正研究

针对传统的非均匀校正算法难以校正偏振成像的非均匀问题,提出了一种新的矩阵校正算法。分析了偏振成像与非偏振成像的非均匀性的不同表现,阐述了微偏振片阵列成像的非均匀产生机理,指出了采用非偏振成像非均匀校正方法的失效原因。在构建偏振成像系统对入射偏振光源的响应模型基础上,提出了矩阵校正法。实验部分给出了矩阵校正法对均匀偏振场本底图像和信息丰富场景图像的校正效果,定量分析结果表明,矩阵校正法将均匀本底图像的非均匀性降至校正前的10%左右。

基于微偏振片阵列的偏振成像技术研究

基于微偏振片阵列(MPA)的偏振成像设备在体积、重量、功耗等方面的优势,极大促进了偏振成像的应用领域。但目前对于MPA光栅参数设计、单元排布模式以及偏振特征解算等方面的研究均存在严重不足,影响了准确偏振特征的获取。针对这些问题,文中利用光栅衍射和等效介质理论进行MPA光栅参数设计,并提出MPA在频域内的联合编解码设计方法,以期MPA单元排布与偏振特征解算达到综合最优。仿真结果表明,MPA编解码设计方式的选择将会对偏振信息的获取性能产生较大影响。

微偏振片阵列型长波红外成像系统定标方法

为了提升微偏振片阵列型长波红外成像系统精度,在误差分析的基础上,针对入射光偏振信息计算问题,提出了一种偏振定标方法.通过确定像元级响应值与入射光功率的关系,引入广义光学透过率,不依赖大规模方程组运算,实现了消光比、偏振方向的计算,获取了微偏振片穆勒矩阵内各元素值.用固定盲元干扰下的超级像元内偏振信息计算法完成入射光偏振信息计算.实验结果表明,该定标方法可有效降低误差干扰,提高微偏振片阵列型长波红外成像系统探测精度.

基于微偏振片阵列的并行相移动态数字全息成像技术

设计并实现了一种利用集成了微偏振片相移阵列的偏振相机来实现并行相移的动态数字全息成像系统。该系统利用1/4波片将参考光和测量光变为旋向相反的圆偏振光,接着利用偏振相机上的微偏振片相移阵列得到四幅相移相差π/2的全息图,然后利用四步相移算法解调得到全息图上的测量光光场分布,最后利用角谱法完成图像在近场的再现。仿真和实验研究表明,该技术成功消除了零级像和孪生像的干扰,能够实时记录待测物的动态变化,快速获得微米级分辨率的再现图像。