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光谱偏振调制器的高精度装调方法

王东 颜昌翔 张军强

王东, 颜昌翔, 张军强. 光谱偏振调制器的高精度装调方法[J]. 中国光学(中英文), 2016, 9(1): 144-154. doi: 10.3788/CO.20160901.0144
引用本文: 王东, 颜昌翔, 张军强. 光谱偏振调制器的高精度装调方法[J]. 中国光学(中英文), 2016, 9(1): 144-154. doi: 10.3788/CO.20160901.0144
WANG Dong, YAN Chang-xiang, ZHANG Jun-qiang. High accuracy alignment of spectral-polarimetric modulator[J]. Chinese Optics, 2016, 9(1): 144-154. doi: 10.3788/CO.20160901.0144
Citation: WANG Dong, YAN Chang-xiang, ZHANG Jun-qiang. High accuracy alignment of spectral-polarimetric modulator[J]. Chinese Optics, 2016, 9(1): 144-154. doi: 10.3788/CO.20160901.0144

光谱偏振调制器的高精度装调方法

doi: 10.3788/CO.20160901.0144
基金项目: 国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(No.2011AA12A103);中科院长春光机所创新资助项目(No.Y4CX1SS143)
详细信息
    通讯作者:

    王东(1989-),男,吉林榆树人,硕士研究生,2013年于哈尔滨工业大学获得学士学位,主要从事光谱偏振成像仪器研制和设计方面的研究。E-mail:wangdong718@126.com

    颜昌翔(1973-),男,湖北洪湖人,博士后,研究员,2001年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获博士学位,主要从事空间光学遥感技术方面的研究。E-mail:yancx@ciomp.ac.cn

  • 中图分类号: TP731

High accuracy alignment of spectral-polarimetric modulator

  • 摘要: 为了提高光谱偏振调制器的探测精度,提出了光谱偏振调制器的高精度装调方法。首先,分析了光谱偏振调制器的调制原理,提出了采用三片多级相位延迟器加线偏振器的装调方案;然后,建立了调制器装调的数理模型,设计了校准多级相位延迟器的厚度;最后,对成像过程进行了计算机仿真实验验证,并模拟了成像系统的装调过程。结果表明:利用该方法能够灵敏检测偏振器件间的微小相对旋转角度误差,可实现调制器的高精度装调,在输入本文设定的校准光谱条件下,绝对精度可达0.2°。该方法保留了传统光谱调制器充分利用通道带宽的优势,保证了复原光谱的分辨率,为强度调制型光谱偏振成像系统的精密装调提供了一定的理论参考。

     

  • 图 1  偏振光谱强度调制原理图

    Figure 1.  Principle of polarimetric spectral intensity modulation

    图 2  调制器装调原理示意图

    Figure 2.  Alignment principle of the modulator

    图 3  偏振器件存在角度误差时两种方法调制光谱频谱对比

    Figure 3.  Contrast of the frequency spectrum when the polarizing devices exist angle errors

    图 4  传统成像方法下0.5°失调量下仿真结果

    Figure 4.  Simulation results when the misalignment is 0.5° by the conventional method

    图 5  失调量为0.5°下系统的装调过程

    Figure 5.  System alignment process when the misalignment is 0.5°

    图 6  不同失调量下装调过程中频谱的变化

    Figure 6.  Change of the frequency spectrum under different misalignments

    表  1  校准前后均方差的比较

    Table  1.   Comparison of variance before and after calibration

    Δ0Δ1Δ2Δ3
    校准前1.99×10-50.001 80.011 20.031 4
    校准后1.95×10-56.52×10-51.82×10-4 2.77×10-4
    下载: 导出CSV

    表  2  不同角度误差时不同通道频谱与中心通道频谱的高度比

    Table  2.   Height ratio of different channel frequency spectra and center channel frequency spectra in different angle error

    0.1°0.2°0.3°0.4°0.5°0.6°0.7°0.8° 0.9°1.0°
    hA/h00.000 70.001 40.002 20.002 90.003 7 0.004 50.005 20.006 00.006 70.007 5
    hR1,max/h00.000 40.000 70.001 10.001 5 0.001 80.002 20.002 60.003 00.003 40.003 7
    hR2/h00.000 70.001 40.002 20.002 9 0.003 70.004 40.005 20.006 00.006 70.007 5
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-09-11
  • 录用日期:  2015-11-13
  • 刊出日期:  2016-01-25

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