偏振成像技术分为哪几类？分别有何特点？

偏振成像可以获取目标的空间、光强以及偏振信息，由目标物体发出或反射的光线携带的偏振信息，可以用来推断出目标物体的物理性质，包括折射率、表面粗糙度、介电常数等各种信息，为目标探测提供更准确的信息保障。通过获取偏振信息的方式不同，可以将偏振成像技术分为以下几类。

分时型偏振成像技术

此方法主要特征是偏振元件发生旋转，其原理是利用旋转的偏振元件来回通过成像光路，将入射光线进行偏振调制，达到分时获取目的。最后根据得到的偏振图像复原出斯托克斯信息。该技术发展较早，技术成熟，并且结构相对简单成本较低，由于是分时获取，导致系统的实时性探测能力较差，运动部件的加入也导致系统精度低的缺点。

分振幅型偏振成像技术

此方法是通过利用多通道成像的方式进行探测，利用分束器将入射光分离，将偏振光学系统和成像部件加到每条支路中，每个支路上的延迟器均不同，由此便可以探测到不同的偏振信息，最后再将得到的图像复原即可获取斯托克斯偏振图像。该技术是同时获取不同支路的偏振信息，具有较好的实时性、并且空间分辨率较高，但由于需要多条支路导致系统结构复杂、装调较为困难，各个支路的定标精度要求较高。

分孔径型偏振成像

该方法是利用前置光学系统将入射光线分为不同的孔径，每个孔径为一个单独的支路，不同支路利用不同的偏振探测器来测量，最后使用同一探测器接受像面上的四幅图像。该方法实时性较好，但是由于采用同一焦平面探测器导致系统空间分辨率降低，同时系统体积较大。

分焦面型偏振成像

该技术利用微光学偏振透镜阵列在焦平面上集成图像，目标完整的Stokes 信息则用探测器获取。该技术具备较好地实时性、系统体积轻便小巧，但是由于引入微偏振透镜阵列的缘故，导致空间分辨率有一定程度的降低，同时会涉及到单个像元之间的配准问题，对该结构的加工工艺也是一个巨大的考验。

快照式偏振成像

该技术将传统的偏振控制元件由静态双折射棱镜替换，在光学系统中间加入四个双折射棱镜使探测器上叠加许多包含Stokes 矢量信息的条纹，经过算法复原其斯托克斯参数，该方法实时性好，一次曝光便可以得到目标的全部偏振信息，并且其空间配准能力好，缺点是损失空间分辨率。

强度调制型偏振成像

该技术通过在传统的光学系统中加入偏振控制模块进行目标光偏振信息的获取，由两个多级波片和一个线偏振片构成PSIM 模块，对入射光线进行强度调制，再配合特定的复原方法，即可在光强信息中解算出偏振信息，该技术有着实时性好，系统无活动部件，结构简单，全斯托克斯矢量测量等优点，但是由于其反演方法的原理性问题会损失偏振光谱分辨率。


 

审核编辑：刘清