成像光譜偏振技術(shù)

目錄
第1章 成像光譜偏振技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展及研究動(dòng)態(tài) 1
1.1 成像光譜技術(shù)的發(fā)展 1
1.2 成像偏振技術(shù)的發(fā)展 9
1.3 成像光譜偏振技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展 12
1.3.1 成像光譜偏振技術(shù)的產(chǎn)生、分類(lèi)及研究現(xiàn)狀 12
1.3.2 成像光譜偏振技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及關(guān)鍵技術(shù) 17
1.3.3 成像光譜偏振技術(shù)的應(yīng)用 19
1.4 本章小結(jié) 22
第2章 干涉成像光譜技術(shù) 23
2.1 干涉成像光譜技術(shù)分類(lèi) 23
2.1.1 時(shí)間調(diào)制型干涉成像光譜技術(shù) 23
2.1.2 空間調(diào)制型干涉成像光譜技術(shù) 24
2.1.3 時(shí)空聯(lián)合調(diào)制型干涉成像光譜技術(shù) 26
2.2 干涉成像光譜技術(shù)的基礎(chǔ)理論與基本原理 27
2.2.1 干涉圖與復(fù)原光譜 27
2.2.2 分辨率與切趾?jiǎn)栴} 30
2.2.3 相位修正 35
2.2.4 圖像數(shù)據(jù)采集與處理 37
2.3 本章小結(jié) 38
第3章 空間調(diào)制型干涉成像光譜技術(shù) 39
3.1 空間調(diào)制型干涉成像光譜技術(shù)原理 39
3.2 橫向剪切分束器 41
3.3 空間調(diào)制型干涉成像光譜儀物理模型 45
3.4 影響空間調(diào)制型干涉成像光譜儀干涉圖調(diào)制度的主要因素 46
3.5 本章小結(jié) 48
第4章 晶體與偏振分束器 49
4.1 單軸晶體光學(xué)性質(zhì) 49
4.1.1 晶體分類(lèi)及o光、e光的折射率 49
4.1.2 光的雙折射 50
4.1.3 主截面、主平面 52
4.2 基于薩瓦特 (Savart) 偏光鏡的橫向剪切偏振分束器 53
4.2.1 Savart板 53
4.2.2 Savart偏光鏡 55
4.2.3 視場(chǎng)補(bǔ)償型Savart偏光鏡 57
4.3 Savart偏光鏡光程差及橫向剪切量 58
4.4 Savart偏光鏡透射率 61
4.5 基于沃拉斯頓 (Wollaston) 棱鏡的角剪切偏振分束器 68
4.5.1 Wollaston棱鏡分光原理 68
4.5.2 光程差及條紋定位面的精確計(jì)算 70
4.5.3 廣角Wollaston棱鏡 77
4.6 本章小結(jié) 84
第5章 時(shí)空聯(lián)合調(diào)制型干涉成像光譜技術(shù) 85
5.1 時(shí)空聯(lián)合調(diào)制型靜態(tài)干涉成像光譜技術(shù) (TSMSIIS) 原理 85
5.1.1 TSMSIIS基本原理 86
5.1.2 時(shí)空聯(lián)合調(diào)制與空間調(diào)制的主要區(qū)別 88
5.2 TSMSIIS探測(cè)模式 92
5.2.1 TSMSIIS干涉圖獲取原理 92
5.2.2 實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理 97
5.2.3 干涉圖處理與光譜復(fù)原新方法 99
5.3 本章小結(jié) 105
第6章 超小型靜態(tài)干涉成像光譜儀 106
6.1 超小型靜態(tài)干涉成像光譜儀 (USIIS) 研究 106
6.1.1 USIIS原理方案 106
6.1.2 裝置參數(shù)論證 107
6.2 USIIS樣機(jī)設(shè)計(jì)與研制 108
6.2.1 USIIS樣機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù) 108
6.2.2 USIIS樣機(jī)光學(xué)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、電路設(shè)計(jì) 109
6.2.3 USIIS樣機(jī)研制 112
6.3 干涉成像光譜實(shí)驗(yàn)及結(jié)論分析 113
6.3.1 模擬星載探測(cè)實(shí)驗(yàn)原理 113
6.3.2 模擬星載探測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 114
6.3.3 提高干涉圖信噪比及光譜分辨率的主要途徑 118
6.4 USIIS中偏振化方向?qū)φ{(diào)制度的影響 118
6.4.1 偏振光強(qiáng)度、振動(dòng)方向?qū)φ{(diào)制度的影響 119
6.4.2 USIIS的調(diào)制度 120
6.4.3 調(diào)制度隨偏振化方向的變化 121
6.4.4 偏振化方向允差分析實(shí)例 123
6.5 USIIS通量的分析與計(jì)算 124
6.5.1 USIIS的通量 125
6.5.2 各種情形下的通量數(shù)值 127
6.6 USIIS的信噪比 129
6.6.1 出射光強(qiáng)與起偏器、分析器偏振化方向偏角和入射角的關(guān)系 129
6.6.2 USIIS 信噪比的分析與計(jì)算 132
6.6.3 信噪比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 135
6.7 USIIS中格蘭-泰勒棱鏡像質(zhì)與透射率分析 136
6.7.1 光線(xiàn)在格蘭-泰勒棱鏡中的傳播軌跡 137
6.7.2 USIIS中格蘭-泰勒棱鏡的像質(zhì)分析 139
6.7.3 格蘭-泰勒棱鏡全視場(chǎng)角透過(guò)率的分析與計(jì)算 141
6.7.4 格蘭-泰勒棱鏡全視場(chǎng)角透過(guò)率模擬與實(shí)驗(yàn)測(cè)試 144
6.8 本章小結(jié) 149
第7章 靜態(tài)大視場(chǎng)干涉成像光譜儀 151
7.1 靜態(tài)大視場(chǎng)干涉成像光譜儀 (SLIIS) 原理與廣角補(bǔ)償原理 151
7.2 SLIIS 的調(diào)制度 153
7.2.1 λ/2板光軸方向偏離理想方向時(shí)o光、e光振動(dòng)面的旋轉(zhuǎn) 153
7.2.2 SLIIS中偏振光電矢量的分解與合成 154
7.2.3 SLIIS中調(diào)制度的分析與計(jì)算 156
7.2.4 調(diào)制度隨偏振化方向、λ/2 板光軸取向的變化 157
7.3 SLIIS的通量 157
7.3.1 SLIIS通量的分析與計(jì)算 157
7.3.2 幾種情形下的通量取值 161
7.3.3 *大調(diào)制度時(shí)通量分析計(jì)算實(shí)例 162
7.3.4 結(jié)論 163
7.4 本章小結(jié) 163
第8章 靜態(tài)成像光譜偏振技術(shù) 164
8.1 光的偏振態(tài)及斯托克斯 (Stokes) 參量描述法 164
8.1.1 偏振態(tài)的Stokes參量描述 164
8.1.2 偏振測(cè)量的基本方法 168
8.2 基于Savart偏光鏡的靜態(tài)通道型干涉成像光譜偏振技術(shù) (CIISP) 171
8.2.1 基于Savart偏光鏡的靜態(tài) CIISP 基本原理 171
8.2.2 靜態(tài)CIISP數(shù)據(jù)采集與處理流程 174
8.3 靜態(tài)通道型干涉成像光譜偏振儀星載原理樣機(jī) 177
8.4 靜態(tài)通道型干涉成像光譜偏振儀定標(biāo) 179
8.4.1 相對(duì)輻射定標(biāo) 180
8.4.2 光譜定標(biāo) 183
8.4.3 絕對(duì)輻射定標(biāo) 185
8.4.4 偏振定標(biāo) 188
8.5 靜態(tài)通道型成像光譜偏振儀模擬星載探測(cè)實(shí)驗(yàn) 191
8.5.1 靜態(tài)通道型成像光譜偏振儀實(shí)驗(yàn)室探測(cè)實(shí)驗(yàn) 191
8.5.2 靜態(tài)通道型成像光譜偏振儀模擬星載外場(chǎng)探測(cè)實(shí)驗(yàn) 196
8.6 本章小結(jié) 198
第9章 基于液晶可調(diào)諧延遲器的高分辨通道型干涉成像光譜偏振技術(shù) 200
9.1 通道干涉圖串?dāng)_現(xiàn)象 200
9.2 延遲器厚度比例對(duì)干涉圖通道的影響 203
9.2.1 五通道干涉圖光譜復(fù)原原理 203
9.2.2 五通道干涉圖的優(yōu)點(diǎn) 205
9.2.3 延遲器厚度比例為 1:1 時(shí)的干涉圖光譜復(fù)原模擬驗(yàn)證 206
9.3 基于液晶可調(diào)諧延遲器 (LCVR) 的高分辨通道型干涉成像光譜偏振技術(shù)原理 208
9.4 基于 LCVR 的高分辨通道型干涉成像光譜偏振技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)研究 212
9.5 本章小結(jié) 215
第10章 孔徑與視場(chǎng)分割成像光譜偏振技術(shù) 216
10.1 差分干涉成像光譜偏振技術(shù) 216
10.1.1 差分通道型干涉成像光譜偏振技術(shù) 216
10.1.2 高分辨低串?dāng)_差分干涉成像光譜偏振技術(shù) 223
10.2 基于偏振調(diào)制陣列的成像光譜偏振技術(shù) 227
10.3 分焦平面靜態(tài)成像光譜偏振技術(shù) 233
10.4 本章小結(jié) 234
第11章 基于透鏡陣列的快照式成像光譜偏振技術(shù) 236
11.1 基于透鏡陣列的快照式成像光譜偏振技術(shù)原理方案 236
11.1.1 可見(jiàn)/近紅外系統(tǒng)方案 236
11.1.2 短波紅外系統(tǒng)方案 238
11.2 電子學(xué)設(shè)計(jì) 239
11.3 光譜偏振調(diào)制解調(diào)技術(shù) 239
11.4 高清陣列視頻采集與顯示 243
11.5 本章小結(jié) 245
第12章 衛(wèi)星遙感大氣風(fēng)場(chǎng)的干涉成像探測(cè)技術(shù) 246
12.1 高層大氣探測(cè)意義 246
12.2 高層大氣探測(cè)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 247
12.2.1 大氣風(fēng)場(chǎng)主動(dòng)式探測(cè)技術(shù) 248
12.2.2 大氣風(fēng)場(chǎng)被動(dòng)式探測(cè)技術(shù) 249
12.3 干涉成像技術(shù)遙感大氣風(fēng)場(chǎng)“四強(qiáng)度法”探測(cè)原理 253
12.3.1 氣輝、極光的形成 253
12.3.2 全方位、多方向風(fēng)場(chǎng)速度、溫度“四強(qiáng)度探測(cè)法” 255
12.3.3 垂直方向風(fēng)場(chǎng)探測(cè) 257
12.3.4 臨邊觀(guān)測(cè)模式 257
12.3.5 計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)及誤差分析 258
12.4 廣角邁克耳孫干涉儀 (WAMI) 探測(cè)大氣風(fēng)場(chǎng) 262
12.4.1 探測(cè)原理 262
12.4.2 計(jì)算實(shí)例與裝置設(shè)想 264
12.5 法布里-珀羅干涉儀 (FPI) 探測(cè)大氣風(fēng)場(chǎng) 265
12.5.1 風(fēng)場(chǎng)速度、溫度的 FPI 測(cè)量原理 265
12.5.2 風(fēng)場(chǎng)測(cè)量特例分析 268
12.6 大氣風(fēng)場(chǎng)“四強(qiáng)度法”探測(cè)誤差分析與計(jì)算 269
12.6.1 普適形式“四強(qiáng)度探測(cè)法” 269
12.6.2 “四強(qiáng)度探測(cè)法”誤差分析與計(jì)算 271
12.6.3 計(jì)算機(jī)模擬速度、溫度誤差分布 273
12.7 本章小結(jié) 276
第13章 高層大氣微粒輻射光譜輪廓 278
13.1 高斯輪廓光譜線(xiàn)型高層大氣探測(cè) 278
13.2 洛倫茲輪廓光譜線(xiàn)型高層大氣被動(dòng)探測(cè)原理 279
13.2.1 洛倫茲線(xiàn)型大氣風(fēng)場(chǎng)探測(cè)原理 279
13.2.2 洛倫茲光譜線(xiàn)型大氣風(fēng)場(chǎng)測(cè)量 281
13.3 佛克特輪廓光譜線(xiàn)型高層大氣被動(dòng)探測(cè)原理 285
13.3.1 佛克特輪廓光譜線(xiàn)型風(fēng)場(chǎng)干涉探測(cè)原理 285
13.3.2 佛克特輪廓光譜線(xiàn)型的精確表達(dá)式 288
13.3.3 佛克特輪廓光譜線(xiàn)型干涉圖在大氣風(fēng)場(chǎng)探測(cè)中的應(yīng)用 292
13.3.4 高斯、洛倫茲、佛克特三種光譜線(xiàn)型大氣探測(cè)分析與比較 295
13.4 本章小結(jié) 297
第14章 寬場(chǎng)、消色差、溫度補(bǔ)償型風(fēng)成像干涉儀 298
14.1 寬場(chǎng)、消色差、溫度補(bǔ)償原理 298
14.1.1 寬場(chǎng)、消色差、溫度補(bǔ)償型風(fēng)成像干涉儀原理 299
14.1.2 寬場(chǎng)、消色差、溫度補(bǔ)償型風(fēng)成像干涉儀補(bǔ)償原理 300
14.1.3 補(bǔ)償效果模擬 303
14.2 寬場(chǎng)、消色差、溫度補(bǔ)償型風(fēng)成像干涉儀設(shè)計(jì)與研制 306
14.2.1 風(fēng)成像干涉儀結(jié)構(gòu) 306
14.2.2 風(fēng)成像干涉儀設(shè)計(jì)原理 307
14.3 寬場(chǎng)、消色差、溫度補(bǔ)償型風(fēng)成像干涉儀通量分析與計(jì)算 308
14.3.1 光通量的理論分析與計(jì)算 308
14.3.2 幾種寬場(chǎng)玻璃配對(duì)情況下的光通量比較 310
14.4 寬場(chǎng)、消色差、溫度補(bǔ)償型風(fēng)成像干涉儀調(diào)制度分析與計(jì)算