延迟器6。第一相位延迟器3为1/4波 片，快轴与参考方向的夹角为9=45° ;第二相位延迟器4为1/2波片，快轴与参考方向的 夹角为0=22.5° ;第一相位延迟器3和第二相位延迟器4形状相同，大小相等，材料相同。 第一 Wollaston棱镜5和第二Wollaston棱镜6所用材料、尺寸和形状相同。
[0015] 参照图2,第一 Wollaston棱镜5的胶合面包含第一 Wollaston棱镜5顶面和底面 的对角线；第二Wollaston棱镜6的胶合面包含顶面和底面各一条边。第一 Wollaston棱 镜5是由两块底面相同的方解石直角棱镜其光轴正交地横向胶合而成，第二Wollaston棱 镜6是由两块相同矩形底面构成的方解石棱镜其光轴正交地纵向胶合而成。
[0016] 参照图3,该装置放置在成像系统的准直光路中，可以同步引入四组偏振态信息。 其中成像系统有前置准直系统、成像系统和成像探测器组成，其中前置准直系统用于将来 自探测目标的光束进行准直，成像系统用于将经过全Stokes偏振成像的分束器调制的四 束平行光束成像在其后焦面处的成像探测器上面。
[0017] 参照图4, 一束光进入部分偏振分光棱镜后透过80%的第一 p波和20%的第一s 波，反射20%的第二p波和80%的第二s波，第一 p波和第一 s波进入第一相位延迟器3后 相位改变90°进入第一 Wollaston棱镜5,最后经过后置成像系统在探测器上形成子图像 1和子图像3 ;第二p波和第二s波在部分偏振分光棱镜中透射进入直角棱镜，经直角棱镜 斜边面反射进入第二相位延迟器4后相位改变180°进入第二Wollaston棱镜6,最后经过 后置成像系统在探测器上形成子图像2和子图像4。探测器获取的图像包含探测目标的四 个子图像，子图像排布呈十字形。每个子图像对应一种偏振状态。
[0018] 本发明应用于全Stokes偏振成像系统中获取偏振信息的步骤为：将本发明的分 束器放置在全Stokes偏振成像系统的准直光路中，一束光进入部分偏振分光棱镜后透过 80%的第一 p波和20%的第一 s波，反射20%的第二p波和80%的第二s波，第一 p波和第 一 s波进入第一相位延迟器3后相位改变90°进入第一 Wollaston棱镜5,最后经过后置 成像系统在探测器上形成子图像1和子图像3 ;第二p波和第二s波在部分偏振分光棱镜1 中透射进入直角棱镜2,经直角棱镜2斜边面反射进入第二相位延迟器4后相位改变180° 进入第二Wollaston棱镜6,最后经过后置成像系统在探测器上形成子图像2和子图像4。 最后在探测器上可以同时探测到四个子图像，即同时获取同一物点对应四个不同的偏振态 光强信息，能够同时探测目标的全Stokes偏振信息。
[0019] 准直光束通过分束器后形成四路光束，每路光束的偏振分析如下：
【主权项】
1. 一种实现全斯托克斯偏振成像的分束器，其特征在于：包括部分偏振分光棱镜（1)、 直角棱镜（2)、第一相位延迟器（3)、第二相位延迟器（4)、第一 Wollaston棱镜（5)、第二 Wollaston棱镜（6);部分偏振分光棱镜（1)为立方体，直角棱镜（2)的包含两条长直角边 的面与部分偏振分光棱镜（1)的侧面固定，重合的面形状和大小完全相同，部分偏振分光 棱镜（1)的胶合面与直角棱镜（2)包含两条斜边的面平行；第二相位延迟器（4)夹在直角 棱镜（2)和第二Wollaston棱镜（6)之间，紧贴直角棱镜（2)包含两条短直角边的面，第一 相位延迟器（3)夹在部分偏振分光棱镜（1)和第一 Wollaston棱镜（5)之间，且紧贴第二 相位延迟器（4)。
2. 根据权利要求1所述的实现全斯托克斯偏振成像的分束器，其特征在于：部分偏振 分光棱镜（1)胶合面透过80%的p波和20%的s波，反射20%的p波和80%的s波。
3. 根据权利要求1所述的实现全斯托克斯偏振成像的分束器，其特征在于：直角棱镜 (2)和第二相位延迟器（4)重合的面形状和大小完全相同。
4. 根据权利要求1所述的实现全斯托克斯偏振成像的分束器，其特征在于：第一相位 延迟器（3)为1/4波片，快轴与参考方向的夹角为0=45° ;第二相位延迟器（4)为1/2波 片，快轴与参考方向的夹角为9=22.5° ;第一相位延迟器（3)和第二相位延迟器（4)形状 相同，大小相等，材料相同。
5. 根据权利要求1所述的实现全斯托克斯偏振成像的分束器，其特征在于：第一 Wollaston棱镜（5)和第二Wollaston棱镜（6)所用材料、尺寸和形状相同。
6. 根据权利要求1所述的实现全斯托克斯偏振成像的分束器，其特征在于：第一 Wollaston棱镜（5)的胶合面包含第一 Wollaston棱镜（5)顶面和底面的对角线；第二 Wollaston棱镜(6)的胶合面包含顶面和底面各一条边。
【专利摘要】本发明公开了一种实现全斯托克斯偏振成像的分束器，包括部分偏振分光棱镜、直角棱镜、第一相位延迟器、第二相位延迟器、第一Wollaston棱镜、第二Wollaston棱镜；部分偏振分光棱镜为立方体，直角棱镜的包含两条长直角边的面与部分偏振分光棱镜的侧面固定，重合的面形状和大小完全相同，部分偏振分光棱镜的胶合面与直角棱镜包含两条斜边的面平行；第二相位延迟器夹在直角棱镜和第二Wollaston棱镜之间，紧贴直角棱镜包含两条短直角边的面，第一相位延迟器夹在部分偏振分光棱镜和第一Wollaston棱镜之间，且紧贴第二相位延迟器。本发明系统结构紧凑轻小；单次测量便可获得探测目标全Stokes偏振信息图像。
【IPC分类】G02B27-28
【公开号】CN104749788
【申请号】CN201310723857
【发明人】李建欣, 刘德芳, 孟鑫, 史今赛, 朱日宏, 郭仁慧, 沈华, 马骏, 陈磊, 何勇
【申请人】南京理工大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月25日