双扫描镜空间成像系统偏振特性分析

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中文摘要：在早期的光学系统设计中，许多光学系统被假设等效地传播各种偏振态，即光学系统对各种偏振光的传输效率是相同的;但所有的光学系统在光线非正入射时都会改变入射光的偏振态，这种光学系统的偏振转变作用叫做光学系统的偏振灵敏度。在光电测量技术中，光的偏振度对光电探测器件的影响有时是不能忽略的，因为所有的光电探测器件的转化效率对偏振光而言不是各向同性的，而且有时差别很大。双扫描镜空间成像系统是多波段成像仪器，从0.45um至13.8um合计13个探测波段，该成像系统具有宽光谱、大入射角、大孔径等特点，而这些特点正是系统中产生较大偏振像差的主要因素。首先，本论文从偏振理论出发，细述偏振度与偏振灵敏度的区别与联系，介绍了常用的偏振分析方法，并区分比较这些方法的特点和应用场合，其中琼斯矢量—琼斯矩阵分析体系主要运用在物理光学等设计干涉、衍射场合;而斯托克斯矢量—穆勒矩阵分析体系主要用在偏振分析等设计光强的场合。在此基础上确定适于双扫描镜空间成像系统的斯托克斯矢量—穆勒矩阵偏振分方法。其次，运用穆勒矩阵的分析方法，系统分析各个光通道的偏振灵敏度。主光学系统光学元件表面镀有金属膜，因此主光学系统光学元件对入射光的偏振转换作用包括对入射光位相和振幅的改变;后继光学系统光学元件表面镀介质膜，因此后继光学系统对入射光的偏振转换作用主要体现为对入射光振幅的改变。由于后继光学系统只需考虑光学器件对入射光振幅的偏振转换作用，所以对后继光学系统光学元件的穆勒矩阵进行了简化，得出简单但能体现后继光学系统偏振转换作用的简易矩阵。最后的分析结果表明，主光学系统的偏振灵敏度较小，几乎可以忽略不计，后继光学系统中可见光通道和水汽通道具有一定的偏振灵敏度，而其他光通道的偏振灵敏度较小。

作者：

张银召

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关键词：

双扫描镜空间成像系统偏振灵敏度穆勒矩阵斯托克斯矢量分色片

授予学位：

硕士

学科专业：

光学工程

导师：

王淦泉

学位年度：

2013

学位授予单位：

中国科学院研究生院

语种：

中文

中图分类号：