基于液晶偏振光栅的长波红外偏振成像研究

作     者：钟子迪 郭琦 涂智军 赵慧洁 王森博 ZHONG Zidi;GUO Qi;TU Zhijun;ZHAO Huijie;WANG Senbo

作者机构：北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191 北京控制工程研究所空间光电测量与感知实验室北京100190 空天光学-微波一体化精准智能感知工业和信息化部重点实验室北京100191 北京航空航天大学人工智能研究院北京100191 北京航空航天大学北航青岛研究院青岛266101 

基　　金：光电测量与智能感知中关村开放实验室与北京控制工程研究所空间光电测量与感知实验室开放基金(LabSOMP-2022-1) 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2025年第46卷第3期

页      码：84-96页

摘      要：采用新型偏振分光元件液晶偏振光栅设计了长波红外偏振成像方案,实现了长波红外液晶偏振光栅的制备,并对该方案进行了实验验证。分析了基于液晶偏振光栅的偏振成像光路中有效成像视场角与所用光栅周期的关系,计算得出在实验光路参数下最大视场角对应的最佳光栅周期。使用Mueller矩阵推导了光路中偏振态的转化,根据偏振态转换矩阵设计了分时偏振成像方案,并针对误差传递控制对成像方案参数进行优化。基于液晶光控取向技术制备液晶波片,使用所制备波片测量了液晶在8.6~12μm波段的双折射率和7.5~12μm波段的透过率。基于测得的液晶材料特性和计算所得最佳光栅周期,选取光栅参数并制备液晶偏振光栅,测量了所制备长波红外液晶偏振光栅在8.6~12μm波段的衍射效率,在10μm附近达到90%以上的衍射效率。使用制备的长波液晶偏振光栅搭建偏振成像光路,按设计方案进行分时偏振成像,对所得图像进行预处理,解算偏振信息并与预设数值比较,实现了小于1°的偏振角测量误差。

主 题 词：液晶偏振光栅 偏振分光 偏振成像 长波红外成像 红外偏振成像 

学科分类：080901[080901] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 0825[工学-环境科学与工程类] 0803[工学-仪器类] 

核心收录：

D　O　I：10.7527/S1000-6893.2024.30523

馆 藏 号：203157617...