一种新型的高精度偏振调制技术

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1、第35卷第2期航天返回与遥感2014年4月SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING39一种新型的高精度偏振调制技术赵佳周峰李欢赵海博（北京空间机电研究所，北京100094）摘要文章提出一种新型的偏振调制技术——光谱调制，它能够获取目标的全部线偏振信息，其优势是体积小、质量轻、无运动部件、解调算法简单、解调精度高，特别适用于星载大气探测类载荷。该调制方法中入射的偏振光经过光谱调制偏振测量模块后，被调制为振幅随着线偏振度变化而相位随着线偏振角变化的正弦曲线，经算法解调，能够直接得到目标的线偏振度及线偏振角信息，而传统的偏振调制方法需要得到斯托克斯（St

2、okes）矢量的I、Q、U、V四个参量后经进一步计算才可以得到。文章对光谱调制偏振测量技术进行了理论与仿真分析，分析结果表明了该技术在理论上的可行性。关键词光学测量光谱调制偏振仿真分析空间遥感中图分类号:TP73;TH744.1文献标志码:A文章编号:1009-8518(2014)02-0039-07DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2014.02.006ResearchonNewTypeofHighPrecisionPolarizationModulationTechnologyZHAOJiaZHOUFengLIHuanZHAOHaibo（Bei

3、jingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China）AbstractAnewkindofpolarizationmodulation—spectralmodulationispresentedinthispaper.Itcanacquirethefulllinearpolarizationinformationoftarget.Themainadvantagesofthismodulationarecompactness,lowmassandwithoutmovingparts.Moreover,th

4、edemodulationalgorithmisnotonlysimplebutalsowithhighlyprecise.Itisespeciallysuitableforspaceborneatmosphericdetectingsensor.Whentheincidentlightpassingthroughthemodulator,itismodulatedintosinusoidalwiththeamplitudescalingwiththedegreeoflinearpolarizationandthephasescalingwiththeangleoflin

5、earpolarization.Withadedicatedalgorithm,thedegreeandangleoflinearpolarizationcanbeacquireddirectlywhiletraditionalpolarizationmodulationmethodsneedI,Q,U,VparametersoftheStokesvectorforfurthercalculation.Inthispaper,theoreticalandsimulationanalysisonspectralmodulationarepresented,andtheres

6、ultsoftheanalysisindicatethefeasibilityofthistechnologyintheory.Keywordsopticalmeasurement；spectralmodulation；polarization；simulationanalysis；spaceremotesensing0引言偏振是光的固有属性，任何物体在与光相互作用过程中，由于目标物体表面结构、内部结构及入射[1]光角度不同，都会产生由自身性质决定的特征偏振。在遥感应用中测量目标的线偏振信息和测量光谱收稿日期：2013-11-07基金项目：总装预研基金项目9140A210

7、10112HT05248资助40航天返回与遥感2014年第35卷[2]信息一样都具有很多优势，如：大气辐射对遥感图像品质有不可忽略的影响，研究大气气溶胶反射或散射的偏振信息能够了解大气结构模型，优化图像品质；另外在国土资源勘查、军事目标识别、军事目标伪装侦查、农作物疾病诊断、海洋环境监测等方面研究偏振信息也非常有意义。应用偏振手段对地遥感中最成功的两个案例是法国的POLDER（PolarizationandDirectionalityofthe[3]Earth’sReflectance）传感器和美国的APS（AerosolPo