四通道陣列偏振成像自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計

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1、第４６卷第６期激光與紅外Ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．６２０１６年６月ＬＡＳＥＲ＆ＩＮＦＲＡＲＥＤＪｕｎｅ，２０１６文章編號：１００１５０７８（２０１６）０６０７３１０６·光電技術(shù)與系統(tǒng)·四通道陣列偏振成像自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計高明，王川，劉鈞，呂宏（西安工業(yè)大學(xué)光電工程學(xué)院，陜西西安７１００２１）摘要：在大氣湍流影響下，為了實現(xiàn)對遠距離目標偏振成像，基于孔徑分割技術(shù)和自適應(yīng)補償技術(shù)，設(shè)計了四通道陣列偏振成像自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)。偏振成像部分采用四通道陣列結(jié)構(gòu)，每個偏振通道獲取目標不同偏振分量的強度圖像，從而實現(xiàn)同時偏振成像。采用閉環(huán)自適應(yīng)系統(tǒng)對波前畸變進行實時補償。光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計焦距為３６４ｍｍ，Ｆ數(shù)為

2、２５，工作波長為１０６μｍ，半視場角為±０３°。設(shè)計結(jié)果表明，系統(tǒng)成像性能接近衍射極限，可以實現(xiàn)同時偏振成像和波前畸變的校正。關(guān)鍵詞：偏振成像；四通道陣列；波前畸變；自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中圖分類號：ＴＨ７４文獻標識碼：ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０７８．２０１６．０６．０１７ＤｅｓｉｇｎｏｆｆｏｕｒｃｈａｎｎｅｌａｒｒａｙｐｏｌａｒｉｚｅｄｉｍａｇｉｎｇａｄａｐｔｉｖｅｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍＧＡＯＭｉｎｇ，ＷＡＮＧＣｈｕａｎ，ＬＩＵＪｕｎ，ＬＨｏｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ′ａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＵｎｉｖｅ

3、ｒｓｉｔｙ，Ｘｉ′ａｎｐｒｏｖｉｎｃｅ７１００２１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｌｏｎｇｒａｎｇｅｔａｒｇｅｔｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｉｍａｇｉｎｇｕｎｄｅｒｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ，ａｆｏｕｒｃｈａｎｎｅｌａｒｒａｙｐｏｌａｒｉｚｅｄｉｍａｇｉｎｇａｄａｐｔｉｖｅｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎａｐｅｒｔｕｒｅｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄｓｅｌｆａｄａｐｔｉｏｎｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｏｒｄｅｒｔｏａｃｈｉｅｖｅｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｐｏｌ

4、ａｒｉｚａｔｉｏｎｉｍａｇｉｎｇ，ｔｈｅｐａｒｔｏｆｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍｕｓｅｓａｎａｒｒａｙｏｆｆｏｕｒｃｈａｎｎｅｌｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ，ａｎｄｅａｃｈｃｈａｎｎｅｌｃａｎｏｂｔａｉｎｔｈｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｍａｇｅｏｆｔｈｅｔａｒｇｅｔｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓＴｈｅｎｔｈｅｃｌｏｓｅｄｌｏｏｐａｄａｐｔｉｖｅｓｙｓｔｅｍｉｓｕｓｅｄｔｏｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｗａｖｅｆｒｏｎｔａｂｅｒｒａｔｉｏｎｒｅａｌｔｉｍｅＴｈｅｆｏｃａｌｌｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｉｓ３６４ｍｍ，Ｆｎ

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6、ｔｉｖｅｏｐｔｉｃｓｓｙｓｔｅｍ１引言曝光獲取同一景物多幅不同偏振方向偏振圖像，能［２－３］偏振成像通過獲取目標偏振信息可以有效提高很好解決時序測量方法存在的關(guān)鍵問題。Ｐｅｚ［４］目標觀測和識別能力，早期的偏振成像技術(shù)多采用ｚａｎｉｔｉ等人將孔徑分割原理應(yīng)用于中紅外偏振成分時偏振成像，由于需要依次獲取多幅偏振圖像，探像系統(tǒng)中，優(yōu)點是不存在過多的分光元件，光學(xué)系統(tǒng)測時間較長，圖像配準精度低，會帶來測量誤差和虛穩(wěn)定。但是紅外系統(tǒng)二次成像會帶來體積和重量的［１］［５］［６］假偏振信息。同時偏振成像探測技術(shù)通過一次增加。２００７年，ＳｅａｎＭｏｕｌｔｒｉｅ等人將孔徑分割基金項目：陜西省教育廳重點實

7、驗室科學(xué)研究計劃項目（Ｎｏ１４ＪＳ０３４；Ｎｏ１４ＪＫ１３５０）資助。作者簡介：高明（１９６４－），男，教授，理學(xué)博士，從事光學(xué)設(shè)計理論及技術(shù)，光電精密測試技術(shù)，光大氣傳輸理論及技術(shù)的科學(xué)研究工作。Ｅｍａｉｌ：１３６２９２９７９０１＠１６３ｃｏｍ通訊作者：王川（１９９０－），男，碩士研究生，主要研究方向為光學(xué)設(shè)計。Ｅｍａｉｌ：４１３２５６７１３＠ｑｑｃｏｍ收稿日期：２０１５１１２５；修訂日期：２