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基于AOTF的高光谱偏振成像系统设计与实验

汪家春,  赵大鹏,  杜香华,  王启超,  林志丹,  程立,  李志刚

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汪家春, 赵大鹏, 杜香华, 王启超, 林志丹, 程立, 李志刚. 基于AOTF的高光谱偏振成像系统设计与实验[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(1): 1136002-1136002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0138002
引用本文: 汪家春, 赵大鹏, 杜香华, 王启超, 林志丹, 程立, 李志刚. 基于AOTF的高光谱偏振成像系统设计与实验[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(1): 1136002-1136002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0138002
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Wang Jiachun, Zhao Dapeng, Du Xianghua, Wang Qichao, Lin Zhidan, Cheng Li, Li Zhigang. Design and experiment of hyper-spectral polarization imaging system based on AOTF[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(1): 1136002-1136002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0138002
Citation: Wang Jiachun, Zhao Dapeng, Du Xianghua, Wang Qichao, Lin Zhidan, Cheng Li, Li Zhigang. Design and experiment of hyper-spectral polarization imaging system based on AOTF[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(1): 1136002-1136002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0138002
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基于AOTF的高光谱偏振成像系统设计与实验

doi: 10.3788/IRLA201746.0138002
  • 1.

    脉冲功率激光技术国家重点实验室,安徽 合肥 230037;

  • 2.

    中央军委装备发展部军事代表局驻北京地区第二军事代表室,北京 100191

基金项目: 

国家863计划（2014AA0791）

详细信息
    作者简介:

    汪家春(1974-),男,副研究员,硕士生导师,博士,主要从事目标探测和系统设计方面的研究。Email:w_jiachun@163.com

  • 中图分类号: O436.3

Design and experiment of hyper-spectral polarization imaging system based on AOTF

  • 1.

    State Key Laboratory of Pulsed Power Laser Technology,Hefei 230037,China;

  • 2.

    The Second Military Representation Office in Beijing Area of Military Representation Bureau of Equipment Development Department,CMC,Beijing 100191,China

  • 摘要: 为获得目标和场景的偏振信息，基于线偏振片和声光可调滤波器（AOTF）设计了一套高光谱偏振成像系统。文中从AOTF的工作原理出发分析其偏振等效关系，随后给出了探测系统的具体结构，并对其光学系统的各元件进行了合理的参数配置。最后，利用设计的成像系统对林地背景中的涂覆三种不同颜色涂层的铝板进行了高光谱偏振成像实验，获得了场景的高光谱信息和偏振信息，并通过数据处理得到涂层与背景之间的强度对比和偏振对比特性。结果表明：涂层与自然背景的偏振特性存在一定程度的差异，对于不同自然背景中的目标，通过选择与背景特性差异较大的若干波长或波段，利用合适的探测方式进行探测，有利于实现快速准确的目标识别。
    Abstract: In order to acquire the polarization characteristics of targets and backgrounds, a hyper-spectral polarization imaging system based on a non-collinear, acousto-optic tunable filter(AOTF) and a linear polarizer was designed in this paper. The paper began with an analysis of the equivalent relationship of the AOTF to describe the principle of polarization detection of this system. Appropriate parameters of hardware components were assigned reasonably later. Then, the hyper-spectral polarization experiment about the aluminium plate, which was coated with light green, dark green and khaki pigments, within meadow was conducted by using the imaging system proposed above. Moreover, the hyper-spectral intensity and polarization contrast characteristics of the target and natural background in the scene were deduced by processing the experiment data. The results indicate that the polarization characteristics of pigments are different from that of natural background. The detection means can be chosen reasonably to realize the effective and quick detection and recognition for targets under the mixed background at those wavelengths or wavebands with obvious polarization contrast characteristics.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-05-05
  • 修回日期:  2016-06-10
  • 刊出日期:  2017-01-25

基于AOTF的高光谱偏振成像系统设计与实验

doi: 10.3788/IRLA201746.0138002
  • 1. 脉冲功率激光技术国家重点实验室,安徽 合肥 230037;
  • 2. 中央军委装备发展部军事代表局驻北京地区第二军事代表室,北京 100191
    • 作者简介:

    汪家春(1974-),男,副研究员,硕士生导师,博士,主要从事目标探测和系统设计方面的研究。Email:w_jiachun@163.com

  • 收稿日期: 2016-05-05
  • 修回日期: 2016-06-10
  • 刊出日期: 2017-01-25
基金项目:

国家863计划（2014AA0791）

  • 中图分类号: O436.3

摘要: 为获得目标和场景的偏振信息，基于线偏振片和声光可调滤波器（AOTF）设计了一套高光谱偏振成像系统。文中从AOTF的工作原理出发分析其偏振等效关系，随后给出了探测系统的具体结构，并对其光学系统的各元件进行了合理的参数配置。最后，利用设计的成像系统对林地背景中的涂覆三种不同颜色涂层的铝板进行了高光谱偏振成像实验，获得了场景的高光谱信息和偏振信息，并通过数据处理得到涂层与背景之间的强度对比和偏振对比特性。结果表明：涂层与自然背景的偏振特性存在一定程度的差异，对于不同自然背景中的目标，通过选择与背景特性差异较大的若干波长或波段，利用合适的探测方式进行探测，有利于实现快速准确的目标识别。

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