一種基於稜鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統的製作方法

2023-07-30 16:35:46

專利名稱：一種基於稜鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種消偏振分光系統。
背景技術：
隨著科學技術的發展，在越來越多的應用領域需要對目標進行多波段成像。目前實現多波段成像主要有以下兩種方案一是採用多個光學系統對目標的各個不同波段進行成像，該方案有系統體積大、成本高等缺點；二是採用同一光學系統對目標成像，在其中加入分光系統進行分光處理，從而實現對目標的多波段成像。目前使用的分光系統一般採用鍍介質膜的稜鏡組合進行分光。這種分光系統有較高的能量利用率。但由於介質分光膜系在光傾斜入射的情況下使用，這將會引起強烈的偏振效應，從而使分光效果不理想，造成所得目標圖像質量下降。

發明內容
本發明的目的是為了解決現有介質分光膜系在光傾斜入射的情況，引起強烈的偏振效應，使得目標圖像質量下降的問題，提供一種基於稜鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統。—種基於稜鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統，它由一號分光稜鏡、二號分光稜鏡、一號帶通濾光片、二號帶通濾光片和三號帶通濾光片組成，所述一號分光稜鏡和二號分光稜鏡均為體積相同的正方體，正方體的一號分光稜鏡和二號分光稜鏡依次串接在光路中，所述一號分光稜鏡為鍍金屬膜的中性分光鏡，二號分光稜鏡為由透光的白區和反光的黑區組成的分波面分光鏡，一號帶通濾光片設置在一號分光稜鏡的反射光的光路中，二號帶通濾光片設置在二號分光稜鏡的反射光的光路中，三號帶通濾光片設置在二號分光稜鏡的透射光的光路中。本發明的優點包括本發明為多波段成像系統提供了一種消偏振的分光系統，它採用鍍金屬膜的中性分光鏡、分波面分光鏡和帶通濾光片，克服了傳統分光系統的偏振分離效應；通過控制一號分光稜鏡和二號分光稜鏡的分光比例，可以靈活的調整各個波段的能量比；通過改變一號帶通濾光片、二號帶通濾光片和三號帶通濾光片的通帶波段，可以方便的獲得目標在不同波段的高質量圖像，通過本發明獲得的圖像質量比現有系統獲得的圖像質量至少提高一倍以上。本發明結構簡單，體積小，能夠實現對目標的三波段成像，並且靈活性高，裝調方便。


圖I為本發明的光路原理示意圖，圖2為實施方式二中一號分光稜鏡的結構示意圖，圖3為實施方式四中二號分光稜鏡的結構意圖，圖4為實施方式二中一號分光稜鏡的組成結構示意圖，圖5為實施方式四中二號分光稜鏡的組成結構示意圖，圖6為實施方式四中「十」字型分光鏡的示意圖，圖7為實施方式五中馬賽克形的分光鏡示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一結合圖I說明本實施方式，本實施方式所述一種基於稜鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統，它由一號分光稜鏡I、二號分光稜鏡2、一號帶通濾光片3、二號帶通濾光片4和三號帶通濾光片5組成,所述一號分光稜鏡I和二號分光稜鏡2均為體積相同的正方體，正方體的一號分光稜鏡I和二號分光稜鏡2依次串接在光路中,所述一號分光稜鏡I為鍍金屬膜的中性分光鏡，二號分光稜鏡2為由透光的白區和反光的黑區組成的分波面分光鏡，一號帶通濾光片3設置在一號分光稜鏡I的反射光的光路中，二號帶通濾光片4設置在二號分光稜鏡2的反射光的光路中，三號帶通濾光片5設置在二號分光稜鏡2的透射光的光路中。來自目標的光束經一號分光稜鏡I按一定的分光比例分光，一號分光稜鏡I反射的光束經過一號帶通濾光片3濾光後得到某一波段的目標圖像；一號分光稜鏡I透射的光束經過二號分光稜鏡2按一定的分光比例分光，二號分光稜鏡2反射的光束經過二號帶通濾光片4濾光後得到另一波段的目標圖像，二號分光稜鏡2透射的光束經過三號帶通濾光片5濾光後得到有別於前兩個波段的目標圖像。
本發明的優點是本發明為多波段成像系統提供了一種消偏振的分光系統，它採用鍍金屬膜的中性分光鏡、分波面分光鏡和帶通濾光片，克服了傳統分光系統的偏振分離效應；通過控制一號分光稜鏡I和二號分光稜鏡2的分光比例，可以靈活的調整各個波段的能量比；通過改變一號帶通濾光片3、二號帶通濾光片4和三號帶通濾光片5的通帶波段，可以方便的獲得目標在不同波段的圖像。本發明結構簡單，體積小，能夠實現對目標的三波段成像，並且靈活性高，裝調方便。
具體實施方式
二 結合圖2和圖4說明本實施方式，本實施方式是對實施方式一所述一種基於稜鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統的進一步限定，所述正方體的一號分光稜鏡I是由形狀完全相同的兩個三稜柱形的一號子稜鏡1-1和二號子稜鏡1-2組成，所述一號子稜鏡1-1與二號子稜鏡1-2相接觸的側面鍍有金屬膜，所述一號子稜鏡1-1的另外兩個側面均鍍有減反膜，所述一號子稜鏡1-1和二號子稜鏡1-2依次串接在光路中，且通過膠合劑膠合為一體。
具體實施方式
三本實施方式是對實施方式二所述一種基於稜鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統的進一步限定，所述金屬膜為鉻膜。
具體實施方式
四結合圖3、圖5和圖6說明本實施方式，本實施方式是對實施方式一所述一種基於稜鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統的進一步限定，所述正方體的二號分光稜鏡2是由形狀完全相同的兩個三稜柱形的三號子稜鏡2-1和四號子稜鏡2-2組成，所述三號子稜鏡2-1與四號子稜鏡2-2相接觸的側面採用「十」字型的不透光的黑區和透光的白區的分波面分光鏡，三號子稜鏡2-1反射光的出射面鍍有減反膜，四號子稜鏡2-2透射光的出射面鍍有減反膜，所述三號子稜鏡2-1與四號子稜鏡2-2依次串接在光路中，且通過膠合劑膠合為一體。
具體實施方式
五結合圖7說明本實施方式,本實施方式與實施方式四所述一種基於稜鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統的區別在於，三號子稜鏡2-1的斜邊對應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。
具體實施方式
六本實施方式與實施方式一所述一種基於稜鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統的區別在於，所述一號分光稜鏡I和二號分光稜鏡2之間留有縫隙。
具體實施方式
七本實施方式與實施方式六所述一種基於稜鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統的區別在於，所述一號分光稜鏡I和二號分光稜鏡2通過膠合劑膠合在一起。
具體實施方式
八本實施方式與實施方式一所述一種基於稜鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統的區別在於，一號帶通濾光片3膠合在一號分光稜鏡I的反射光的出射面，二號帶通濾光片4膠合在二號分光稜鏡2的反射光的出射面，三號帶通濾光片5膠合在二號分光稜鏡2的透射光的出射面。
具體實施方式
九本實施方式與實施方式一所述一種基於稜鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統的區別在於，一號帶通濾光片3為鍍在一號分光稜鏡I反射光的出射面的帶 通濾光膜，二號帶通濾光片4為鍍在二號分光稜鏡2的反射光的出射面的帶通濾光膜，三號帶通濾光片5為鍍在二號分光稜鏡2的透射光的出射面的帶通濾光膜。
具體實施方式
十本實施方式是實施方式一所述一種基於稜鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統的具體實施例。在本實施例中，由圖I給出分光系統光路。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三個波段並實現1:1:1分光比例為例來說明該分光系統的分光原理。來自目標的光束經分光稜鏡I按I :2的分光比例分光，反射的光束經過一號帶通濾光片3濾光後得到0. 4 0. 56 y m波段的目標圖像；透射的光束經過分光稜鏡2按I :1的分光比例分光，反射的光束經過二號帶通濾光片4濾光後得到0. 56 0. 78 y m波段的目標圖像，透射的光束經過三號帶通濾光片5濾光後得到0. 78 0. 96 y m波段的目標圖像。所述分光稜鏡I的分光膜採用鉻膜。所述分光稜鏡2採用十字形分波面形式，黑區白區面積比為I :1。所述一號帶通濾光片3、二號帶通濾光片4和三號帶通濾光片5均採用長波通截止濾光片和短波通截止濾光片的組合而得到；其中長波通截止濾光片的膜層結構為
Air、HH￥、Sub短波通截止濾光片的膜層結構為 則今々.膜料
H——Ti02，L——Si02 ;膜厚H，L——A 0/4,入Q對應中心波長。通過選擇適當的中心波長，可實現一號帶通濾光片3、二號帶通濾光片4和三號帶通濾光片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 這三個波段。
權利要求
1.一種基於稜鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統，其特徵是，它由一號分光稜鏡(I)、二號分光稜鏡(2)、一號帶通濾光片(3)、二號帶通濾光片(4)和三號帶通濾光片(5)組成，所述一號分光稜鏡(I)和二號分光稜鏡(2)均為體積相同的正方體，正方體的一號分光稜鏡(I)和二號分光稜鏡(2)依次串接在光路中，所述一號分光稜鏡(I)為鍍金屬膜的中性分光鏡，二號分光稜鏡(2)為由透光的白區和反光的黑區組成的分波面分光鏡，一號帶通濾光片(3)設置在一號分光稜鏡(I)的反射光的光路中，二號帶通濾光片(4)設置在二號分光稜鏡(2)的反射光的光路中，三號帶通濾光片(5)設置在二號分光稜鏡(2)的透射光的光路中。
2.根據權利要求I所述一種基於稜鏡和帶通濾光片的消 偏振分光系統，其特徵在於，所述正方體的一號分光稜鏡(I)是由形狀完全相同的兩個三稜柱形的一號子稜鏡(1-1)和二號子稜鏡(1-2)組成，所述一號子稜鏡(1-1)與二號子稜鏡(1-2)相接觸的側面鍍有金屬膜，所述一號子稜鏡(1-1)的另外兩個側面均鍍有減反膜，所述一號子稜鏡(1-1)和二號子稜鏡(1-2)依次串接在光路中，且通過膠合劑膠合為一體。
3.根據權利要求2所述一種基於稜鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統，其特徵在於，所述金屬膜為鉻膜。
4.根據權利要求I所述一種基於稜鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統，其特徵在於，所述正方體的二號分光稜鏡(2)是由形狀完全相同的兩個三稜柱形的三號子稜鏡(2-1)和四號子稜鏡(2-2)組成，所述三號子稜鏡(2-1)與四號子稜鏡(2-2)相接觸的側面採用「十」字型的不透光的黑區和透光的白區的分波面分光鏡，三號子稜鏡(2-1)反射光的出射面鍍有減反膜，四號子稜鏡(2-2)透射光的出射面鍍有減反膜，所述三號子稜鏡(2-1)與四號子稜鏡(2-2)依次串接在光路中，且通過膠合劑膠合為一體。
5.根據權利要求4所述一種基於稜鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統，其特徵在於，三號子稜鏡(2-1)的斜邊對應的面為分波面分光鏡，所述分光鏡為馬賽克形的分光鏡。
6.根據權利要求I所述一種基於稜鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統，其特徵在於，所述一號分光稜鏡(I)和二號分光稜鏡(2)之間留有縫隙。
7.根據權利要求I所述一種基於稜鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統，其特徵在於，所述一號分光稜鏡(I)和二號分光稜鏡(2)通過膠合劑膠合在一起。
8.根據權利要求I所述一種基於稜鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統，其特徵在於，一號帶通濾光片(3)膠合在一號分光稜鏡(I)的反射光的出射面，二號帶通濾光片(4)膠合在二號分光稜鏡(2)的反射光的出射面，三號帶通濾光片(5)膠合在二號分光稜鏡(2)的透射光的出射面。
9.根據權利要求I所述一種基於稜鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統，其特徵在於，一號帶通濾光片(3)為鍍在一號分光稜鏡(I)反射光的出射面的帶通濾光膜，二號帶通濾光片(4)為鍍在二號分光稜鏡(2)的反射光的出射面的帶通濾光膜，三號帶通濾光片(5)為鍍在二號分光稜鏡(2)的透射光的出射面的帶通濾光膜。
全文摘要
一種基於稜鏡和帶通濾光片的消偏振分光系統，涉及一種消偏振分光系統，它為了解決現有介質分光膜系在光傾斜入射的情況,引起強烈的偏振效應,使得目標圖像質量下降的問題，它由一號分光稜鏡、二號分光稜鏡、一號帶通濾光片、二號帶通濾光片和三號帶通濾光片組成，正方體的一號分光稜鏡和二號分光稜鏡依次串接在光路中，所述一號分光稜鏡為鍍金屬膜的中性分光鏡，二號分光稜鏡為由透光的白區和反光的黑區組成的分波面分光鏡，一號帶通濾光片設置在一號分光稜鏡的反射光的光路中，二號帶通濾光片設置在二號分光稜鏡的反射光的光路中，三號帶通濾光片設置在二號分光稜鏡的透射光的光路中。適用於消偏振分光系統領域。
文檔編號G02B7/18GK102749720SQ20121025744
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月24日 優先權日2012年7月24日
發明者劉尚闊, 張樹青, 王付剛, 王治樂, 石棟梁 申請人:哈爾濱工業大學