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摘要

空间调制快拍成像测偏技术能通过单次曝光同时获取目标全部斯托克斯参量. 针对传统参考光线定标技术不适用动态环境(如温度变化)下偏振信息精确测量的瓶颈问题, 本文提出了. 该技术采用沿着同一方向剪切的两块改进型萨瓦偏光镜作为核心调制器件, 两者厚度比为1∶2, 通过快拍获取的干涉图和厚度比, 可以推演出核心调制器件产生的空间调制相位因子, 由此解调出目标全部偏振信息. 该技术最显著的优点是测量目标与系统定标同时进行, 过程中不需要任何预知参考目标. 本文对该技术方案进行了详细的理论分析, 并通过数值模拟和搭建实验平台, 验证了该方案的可行性; 为空间调制快拍成像测偏技术的定标提供了新思路, 有力推动其动态环境下工程实际应用进程.

关键词:

Abstract

The spatially modulated snapshot imaging polarimeter (SMSIP) can measure two-dimensional state of polarization through using the spatial carrier to encode the Stokes vectors in a single image. The traditional reference calibration is not suitable for dynamic environment (such as temperature change), and the dynamic calibration of linear shear spatial modulation snapshot imaging is proposed in this paper. In the dynamic calibration used are two modified Savart polariscopes with shear along the same direction as the core modulation device. In addition, the thickness ratio of the two modified Savart polariscopes is 1∶2. The spatial modulation phase factor generated by the core modulation device can be deduced from the interferogram and thickness ratio so as to demodulate all the polarization information of the target. The significant advantage of the dynamic calibration is that the target detection and the system calibration are carried out simultaneously. The reference target is not required in the process. In this work, the detailed theoretical analysis of the dynamic calibration is presented. In addition, a laboratory experiment and numerical simulation are conducted to demonstrate the validity of the proposed dynamic calibration. The present study provides a new idea for calibrating the spatially modulated snapshot imaging polarimeter, and effectively promotes its applications in engineering under dynamic environment.

Keywords:

作者及机构信息

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通信作者:张晶,jingzhang2011@163.com; 贾辰凌,xxjsjcl@qq.com;

基金项目:中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室开放课题(批准号: SKLST202003)、国家自然科学基金(批准号: 11964021, 41961062, 11664004)、广西重点研发计划(批准号: 2019AB16010)、广西自然科学基金(批准号: 2018JJA150089, 2016GXNSFAA380241)和北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室系统基金(批准号: GTEU-KLOP-K1801)资助的课题.

Authors and contacts

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Corresponding author:Zhang Jing,jingzhang2011@163.com; Jia Chen-Ling,xxjsjcl@qq.com;

Funds:Project supported by the Open Project of State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics Technology, Xi’an Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, China (Grant No. SKLST202003), the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11964021, 41961062, 11664004), the Guangxi Key R&D Program, China (Grant No. 2019AB16010), the Natural Science Foundation of Guangxi, China (Grant Nos. 2018JJA150089, 2016GXNSFAA380241), and the Key Laboratory System Fund of Environment Change and Resources Use in Beibu Gulf of Ministry of Education, China (Grant No. GTEU-KLOP-K1801).

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