專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于棱鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種消偏振分光系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在越來(lái)越多的應(yīng)用領(lǐng)域需要對(duì)目標(biāo)進(jìn)行多波段成像。目前實(shí)現(xiàn)多波段成像主要有以下兩種方案一是采用多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)的各個(gè)不同波段進(jìn)行成像，該方案有系統(tǒng)體積大、成本高等缺點(diǎn)；二是采用同一光學(xué)系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)成像，在其中加入分光系統(tǒng)進(jìn)行分光處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的多波段成像。目前使用的分光系統(tǒng)一般采用鍍介質(zhì)膜的棱鏡組合進(jìn)行分光。這種分光系統(tǒng)有較高的能量利用率。但由于介質(zhì)分光膜系在光傾斜入射的情況下使用，這將會(huì)引起強(qiáng)烈的偏振效應(yīng)，從而使分光效果不理想，造成所得目標(biāo)圖像質(zhì)量下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有介質(zhì)分光膜系在光傾斜入射的情況，引起強(qiáng)烈的偏振效應(yīng)，使得目標(biāo)圖像質(zhì)量下降的問(wèn)題，提供一種基于棱鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統(tǒng)。—種基于棱鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統(tǒng)，它由一號(hào)分光棱鏡、二號(hào)分光棱鏡、一號(hào)帶通濾光片、二號(hào)帶通濾光片和三號(hào)帶通濾光片組成，所述一號(hào)分光棱鏡和二號(hào)分光棱鏡均為體積相同的正方體，正方體的一號(hào)分光棱鏡和二號(hào)分光棱鏡依次串接在光路中，所述一號(hào)分光棱鏡為鍍金屬膜的中性分光鏡，二號(hào)分光棱鏡為由透光的白區(qū)和反光的黑區(qū)組成的分波面分光鏡，一號(hào)帶通濾光片設(shè)置在一號(hào)分光棱鏡的反射光的光路中，二號(hào)帶通濾光片設(shè)置在二號(hào)分光棱鏡的反射光的光路中，三號(hào)帶通濾光片設(shè)置在二號(hào)分光棱鏡的透射光的光路中。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括本發(fā)明為多波段成像系統(tǒng)提供了一種消偏振的分光系統(tǒng)，它采用鍍金屬膜的中性分光鏡、分波面分光鏡和帶通濾光片，克服了傳統(tǒng)分光系統(tǒng)的偏振分離效應(yīng)；通過(guò)控制一號(hào)分光棱鏡和二號(hào)分光棱鏡的分光比例，可以靈活的調(diào)整各個(gè)波段的能量比；通過(guò)改變一號(hào)帶通濾光片、二號(hào)帶通濾光片和三號(hào)帶通濾光片的通帶波段，可以方便的獲得目標(biāo)在不同波段的高質(zhì)量圖像，通過(guò)本發(fā)明獲得的圖像質(zhì)量比現(xiàn)有系統(tǒng)獲得的圖像質(zhì)量至少提高一倍以上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)目標(biāo)的三波段成像，并且靈活性高，裝調(diào)方便。


圖I為本發(fā)明的光路原理示意圖，圖2為實(shí)施方式二中一號(hào)分光棱鏡的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為實(shí)施方式四中二號(hào)分光棱鏡的結(jié)構(gòu)意圖，圖4為實(shí)施方式二中一號(hào)分光棱鏡的組成結(jié)構(gòu)示意圖，圖5為實(shí)施方式四中二號(hào)分光棱鏡的組成結(jié)構(gòu)示意圖，圖6為實(shí)施方式四中“十”字型分光鏡的示意圖，圖7為實(shí)施方式五中馬賽克形的分光鏡示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖I說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種基于棱鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統(tǒng)，它由一號(hào)分光棱鏡I、二號(hào)分光棱鏡2、一號(hào)帶通濾光片3、二號(hào)帶通濾光片4和三號(hào)帶通濾光片5組成,所述一號(hào)分光棱鏡I和二號(hào)分光棱鏡2均為體積相同的正方體，正方體的一號(hào)分光棱鏡I和二號(hào)分光棱鏡2依次串接在光路中,所述一號(hào)分光棱鏡I為鍍金屬膜的中性分光鏡，二號(hào)分光棱鏡2為由透光的白區(qū)和反光的黑區(qū)組成的分波面分光鏡，一號(hào)帶通濾光片3設(shè)置在一號(hào)分光棱鏡I的反射光的光路中，二號(hào)帶通濾光片4設(shè)置在二號(hào)分光棱鏡2的反射光的光路中，三號(hào)帶通濾光片5設(shè)置在二號(hào)分光棱鏡2的透射光的光路中。來(lái)自目標(biāo)的光束經(jīng)一號(hào)分光棱鏡I按一定的分光比例分光，一號(hào)分光棱鏡I反射的光束經(jīng)過(guò)一號(hào)帶通濾光片3濾光后得到某一波段的目標(biāo)圖像；一號(hào)分光棱鏡I透射的光束經(jīng)過(guò)二號(hào)分光棱鏡2按一定的分光比例分光，二號(hào)分光棱鏡2反射的光束經(jīng)過(guò)二號(hào)帶通濾光片4濾光后得到另一波段的目標(biāo)圖像，二號(hào)分光棱鏡2透射的光束經(jīng)過(guò)三號(hào)帶通濾光片5濾光后得到有別于前兩個(gè)波段的目標(biāo)圖像。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明為多波段成像系統(tǒng)提供了一種消偏振的分光系統(tǒng)，它采用鍍金屬膜的中性分光鏡、分波面分光鏡和帶通濾光片，克服了傳統(tǒng)分光系統(tǒng)的偏振分離效應(yīng)；通過(guò)控制一號(hào)分光棱鏡I和二號(hào)分光棱鏡2的分光比例，可以靈活的調(diào)整各個(gè)波段的能量比；通過(guò)改變一號(hào)帶通濾光片3、二號(hào)帶通濾光片4和三號(hào)帶通濾光片5的通帶波段，可以方便的獲得目標(biāo)在不同波段的圖像。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)目標(biāo)的三波段成像，并且靈活性高，裝調(diào)方便。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖2和圖4說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)實(shí)施方式一所述一種基于棱鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統(tǒng)的進(jìn)一步限定，所述正方體的一號(hào)分光棱鏡I是由形狀完全相同的兩個(gè)三棱柱形的一號(hào)子棱鏡1-1和二號(hào)子棱鏡1-2組成，所述一號(hào)子棱鏡1-1與二號(hào)子棱鏡1-2相接觸的側(cè)面鍍有金屬膜，所述一號(hào)子棱鏡1-1的另外兩個(gè)側(cè)面均鍍有減反膜，所述一號(hào)子棱鏡1-1和二號(hào)子棱鏡1-2依次串接在光路中，且通過(guò)膠合劑膠合為一體。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式是對(duì)實(shí)施方式二所述一種基于棱鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統(tǒng)的進(jìn)一步限定，所述金屬膜為鉻膜。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖3、圖5和圖6說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)實(shí)施方式一所述一種基于棱鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統(tǒng)的進(jìn)一步限定，所述正方體的二號(hào)分光棱鏡2是由形狀完全相同的兩個(gè)三棱柱形的三號(hào)子棱鏡2-1和四號(hào)子棱鏡2-2組成，所述三號(hào)子棱鏡2-1與四號(hào)子棱鏡2-2相接觸的側(cè)面采用“十”字型的不透光的黑區(qū)和透光的白區(qū)的分波面分光鏡，三號(hào)子棱鏡2-1反射光的出射面鍍有減反膜，四號(hào)子棱鏡2-2透射光的出射面鍍有減反膜，所述三號(hào)子棱鏡2-1與四號(hào)子棱鏡2-2依次串接在光路中，且通過(guò)膠合劑膠合為一體。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖7說(shuō)明本實(shí)施方式,本實(shí)施方式與實(shí)施方式四所述一種基于棱鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統(tǒng)的區(qū)別在于，三號(hào)子棱鏡2-1的斜邊對(duì)應(yīng)的面為分波面分光鏡，所述分光鏡為馬賽克形的分光鏡。
分光鏡米用如圖7所不的馬賽克形的分光鏡。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與實(shí)施方式一所述一種基于棱鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統(tǒng)的區(qū)別在于，所述一號(hào)分光棱鏡I和二號(hào)分光棱鏡2之間留有縫隙。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與實(shí)施方式六所述一種基于棱鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統(tǒng)的區(qū)別在于，所述一號(hào)分光棱鏡I和二號(hào)分光棱鏡2通過(guò)膠合劑膠合在一起。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與實(shí)施方式一所述一種基于棱鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統(tǒng)的區(qū)別在于，一號(hào)帶通濾光片3膠合在一號(hào)分光棱鏡I的反射光的出射面，二號(hào)帶通濾光片4膠合在二號(hào)分光棱鏡2的反射光的出射面，三號(hào)帶通濾光片5膠合在二號(hào)分光棱鏡2的透射光的出射面。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與實(shí)施方式一所述一種基于棱鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統(tǒng)的區(qū)別在于，一號(hào)帶通濾光片3為鍍?cè)谝惶?hào)分光棱鏡I反射光的出射面的帶 通濾光膜，二號(hào)帶通濾光片4為鍍?cè)诙?hào)分光棱鏡2的反射光的出射面的帶通濾光膜，三號(hào)帶通濾光片5為鍍?cè)诙?hào)分光棱鏡2的透射光的出射面的帶通濾光膜。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式是實(shí)施方式一所述一種基于棱鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統(tǒng)的具體實(shí)施例。在本實(shí)施例中，由圖I給出分光系統(tǒng)光路。今擬將0. 4 0. 96 ii m波段分光為
0.4 0. 56 ii m, 0. 56 0. 78 y m, 0. 78 0. 96 y m三個(gè)波段并實(shí)現(xiàn)1:1:1分光比例為例來(lái)說(shuō)明該分光系統(tǒng)的分光原理。來(lái)自目標(biāo)的光束經(jīng)分光棱鏡I按I :2的分光比例分光，反射的光束經(jīng)過(guò)一號(hào)帶通濾光片3濾光后得到0. 4 0. 56 y m波段的目標(biāo)圖像；透射的光束經(jīng)過(guò)分光棱鏡2按I :1的分光比例分光，反射的光束經(jīng)過(guò)二號(hào)帶通濾光片4濾光后得到0. 56 0. 78 y m波段的目標(biāo)圖像，透射的光束經(jīng)過(guò)三號(hào)帶通濾光片5濾光后得到0. 78 0. 96 y m波段的目標(biāo)圖像。所述分光棱鏡I的分光膜采用鉻膜。所述分光棱鏡2采用十字形分波面形式，黑區(qū)白區(qū)面積比為I :1。所述一號(hào)帶通濾光片3、二號(hào)帶通濾光片4和三號(hào)帶通濾光片5均采用長(zhǎng)波通截止濾光片和短波通截止濾光片的組合而得到；其中長(zhǎng)波通截止濾光片的膜層結(jié)構(gòu)為
Air、HH￥、Sub短波通截止濾光片的膜層結(jié)構(gòu)為 則今々.膜料
H——Ti02，L——Si02 ;膜厚H，L——A 0/4,入Q對(duì)應(yīng)中心波長(zhǎng)。通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)闹行牟ㄩL(zhǎng)，可實(shí)現(xiàn)一號(hào)帶通濾光片3、二號(hào)帶通濾光片4和三號(hào)帶通濾光片5通帶波段分別為0. 4
0.56 u m, 0. 56 0. 78 u m, 0. 78 0. 96 u m 這三個(gè)波段。
權(quán)利要求
1.一種基于棱鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統(tǒng)，其特征是，它由一號(hào)分光棱鏡(I)、二號(hào)分光棱鏡(2)、一號(hào)帶通濾光片(3)、二號(hào)帶通濾光片(4)和三號(hào)帶通濾光片(5)組成，所述一號(hào)分光棱鏡(I)和二號(hào)分光棱鏡(2)均為體積相同的正方體，正方體的一號(hào)分光棱鏡(I)和二號(hào)分光棱鏡(2)依次串接在光路中，所述一號(hào)分光棱鏡(I)為鍍金屬膜的中性分光鏡，二號(hào)分光棱鏡(2)為由透光的白區(qū)和反光的黑區(qū)組成的分波面分光鏡，一號(hào)帶通濾光片(3)設(shè)置在一號(hào)分光棱鏡(I)的反射光的光路中，二號(hào)帶通濾光片(4)設(shè)置在二號(hào)分光棱鏡(2)的反射光的光路中，三號(hào)帶通濾光片(5)設(shè)置在二號(hào)分光棱鏡(2)的透射光的光路中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種基于棱鏡和帶通濾光片的消 偏振分光系統(tǒng)，其特征在于，所述正方體的一號(hào)分光棱鏡(I)是由形狀完全相同的兩個(gè)三棱柱形的一號(hào)子棱鏡(1-1)和二號(hào)子棱鏡(1-2)組成，所述一號(hào)子棱鏡(1-1)與二號(hào)子棱鏡(1-2)相接觸的側(cè)面鍍有金屬膜，所述一號(hào)子棱鏡(1-1)的另外兩個(gè)側(cè)面均鍍有減反膜，所述一號(hào)子棱鏡(1-1)和二號(hào)子棱鏡(1-2)依次串接在光路中，且通過(guò)膠合劑膠合為一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于棱鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬膜為鉻膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種基于棱鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統(tǒng)，其特征在于，所述正方體的二號(hào)分光棱鏡(2)是由形狀完全相同的兩個(gè)三棱柱形的三號(hào)子棱鏡(2-1)和四號(hào)子棱鏡(2-2)組成，所述三號(hào)子棱鏡(2-1)與四號(hào)子棱鏡(2-2)相接觸的側(cè)面采用“十”字型的不透光的黑區(qū)和透光的白區(qū)的分波面分光鏡，三號(hào)子棱鏡(2-1)反射光的出射面鍍有減反膜，四號(hào)子棱鏡(2-2)透射光的出射面鍍有減反膜，所述三號(hào)子棱鏡(2-1)與四號(hào)子棱鏡(2-2)依次串接在光路中，且通過(guò)膠合劑膠合為一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種基于棱鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統(tǒng)，其特征在于，三號(hào)子棱鏡(2-1)的斜邊對(duì)應(yīng)的面為分波面分光鏡，所述分光鏡為馬賽克形的分光鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種基于棱鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統(tǒng)，其特征在于，所述一號(hào)分光棱鏡(I)和二號(hào)分光棱鏡(2)之間留有縫隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種基于棱鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統(tǒng)，其特征在于，所述一號(hào)分光棱鏡(I)和二號(hào)分光棱鏡(2)通過(guò)膠合劑膠合在一起。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種基于棱鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統(tǒng)，其特征在于，一號(hào)帶通濾光片(3)膠合在一號(hào)分光棱鏡(I)的反射光的出射面，二號(hào)帶通濾光片(4)膠合在二號(hào)分光棱鏡(2)的反射光的出射面，三號(hào)帶通濾光片(5)膠合在二號(hào)分光棱鏡(2)的透射光的出射面。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種基于棱鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統(tǒng)，其特征在于，一號(hào)帶通濾光片(3)為鍍?cè)谝惶?hào)分光棱鏡(I)反射光的出射面的帶通濾光膜，二號(hào)帶通濾光片(4)為鍍?cè)诙?hào)分光棱鏡(2)的反射光的出射面的帶通濾光膜，三號(hào)帶通濾光片(5)為鍍?cè)诙?hào)分光棱鏡(2)的透射光的出射面的帶通濾光膜。
全文摘要
一種基于棱鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統(tǒng)，涉及一種消偏振分光系統(tǒng)，它為了解決現(xiàn)有介質(zhì)分光膜系在光傾斜入射的情況,引起強(qiáng)烈的偏振效應(yīng),使得目標(biāo)圖像質(zhì)量下降的問(wèn)題，它由一號(hào)分光棱鏡、二號(hào)分光棱鏡、一號(hào)帶通濾光片、二號(hào)帶通濾光片和三號(hào)帶通濾光片組成，正方體的一號(hào)分光棱鏡和二號(hào)分光棱鏡依次串接在光路中，所述一號(hào)分光棱鏡為鍍金屬膜的中性分光鏡，二號(hào)分光棱鏡為由透光的白區(qū)和反光的黑區(qū)組成的分波面分光鏡，一號(hào)帶通濾光片設(shè)置在一號(hào)分光棱鏡的反射光的光路中，二號(hào)帶通濾光片設(shè)置在二號(hào)分光棱鏡的反射光的光路中，三號(hào)帶通濾光片設(shè)置在二號(hào)分光棱鏡的透射光的光路中。適用于消偏振分光系統(tǒng)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G02B7/18GK102749720SQ20121025744
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者劉尚闊, 張樹(shù)青, 王付剛, 王治樂(lè), 石棟梁 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)