CN113218505B - 一种静态红外偏振成像光谱仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种包括沿入射光光轴方向依次设置的准直镜、微透镜阵列、中继成像系统和面阵探测器，在准直镜和微透镜阵列之间设置偏振片阵列，微透镜阵列和中继成像系统之间设置静态干涉系统，准直镜、偏振片阵列、微透镜阵列和静态干涉系统同轴；偏振片阵列将入射光场分为四个偏振通道，使每个偏振通道形成具有不同偏振态的透射光场；静态干涉系统用于将具有不同偏振态的透射光场形成多重偏振干涉光场，实现四个偏振通道偏振干涉的同步测量。本发明有效减小了整个系统的体积和重量，在偏振态、成像、光程差精密调制的同时，可实现红外偏振快照成像光谱仪的微小型化与集成化。

Description

一种静态红外偏振成像光谱仪

技术领域

本发明属于红外成像光谱探测仪器技术领域，具体涉及一种静态实时红外偏振快照成像光谱仪以及该光谱仪获取的偏振光谱信息提取方法。

背景技术

偏振成像光谱技术可以同时获得观测目标的图像、光谱和偏振信息，它是在成像光谱技术和偏振成像技术的基础上发展起来的一种新型多维信息获取技术。偏振成像光谱仪是一种融合了相机、光谱仪与偏振仪功能的高新光电度量仪器，能够获取目标多维信息的超数据立方体，它包含目标的二维图像空间信息、图像中每一点的光谱信息及每个光谱段的偏振信息，大大提高了光学探测获取的信息量，为目标探测、识别与确认提供了更丰富、更全面、更科学、更客观的科学依据和信息源，可有效提高目标与背景的对比度，突出目标的细节特征，增强目标识别的效果，更全面、深入的了解目标的属性和行为，实现复杂条件下的目标探测与识别。偏振成像光谱技术可以在恶劣的环境下进行远距离目标的信息获取，在抑制背景噪声、提高探测距离、细节特征获取以及目标伪装识别等方面具有绝对优势。因此，偏振成像光谱仪在目标探测中展现出广泛的应用前景，例如可探测隐藏或伪装的目标；可实现海面以及水下目标的探测和识别；有效区分金属和绝缘体或是从引诱物中区分真实目标；可对物体特征(如指纹等)进行识别；可实现星载或机载遥感等。

随着航空航天遥感、地球资源普查、军事侦察、农业和海洋遥感等领域研究的深入，人们对偏振成像光谱仪提出越来越高的要求，如仪器结构趋于小型轻量化；探测模式向静态、高通量、实时探测方向发展；系统功能向宽谱段、高空间、高光谱分辨率及成像、光谱、偏振多维信息一体化获取技术发展，因此对具有静态、实时、微小型化特征，且集偏振、光谱、成像于一体的偏振成像光谱仪提出了十分迫切需求。

红外谱段的特点为可全天候对目标进行探测、跟踪和识别，并能探测出某些隐藏的目标，受天气和外在环境影响较小。红外偏振成像光谱仪可以为目标探测提供了更丰富、更全面的科学依据和信息源，在抑制背景噪声、提高探测距离、细节特征获取以及目标伪装识别等方面具有显著优势，因此红外偏振成像光谱仪具有十分广泛的应用前景。

目前普遍应用的红外偏振成像光谱仪获取偏振信息的方式主要采用分时方式，在不同时刻依次获取不同偏振状态的图谱信息，主要有两种形式：一是旋转偏振元件在不同的角度依次获取不同偏振状态的图谱；二是加入调制器件，通过调制改变系统偏振元件的偏振特性(如偏振片的偏振方向，延迟片的相位差等)，获取不同偏振态的图谱。分时偏振成像光谱仪由于需要依次获得多幅偏振图谱，探测时间较长。同时，由于斯托克斯矢量的四个分量需要在相同的条件下对同一目标进行测量，当测量运动目标时，场景随时间变化或环境随时间变化，都会带来测量误差和虚假信息。

发明内容

本发明为了解决上述缺陷，提出了一种静态红外偏振成像光谱仪，将微纳线栅偏振片阵列、微透镜阵列与基于屋脊型多级微反射镜阵列的干涉系统相结合，构建快照式偏振干涉成像系统，实现红外偏振图谱瞬时测量功能。该静态实时红外偏振快照成像光谱仪采用微纳线栅偏振片阵列、微透镜阵列、屋脊型多级微反射镜阵列等微纳光学器件，有效减小了整个系统的体积和重量，在偏振态、成像、光程差精密调制的同时，可实现红外偏振快照成像光谱仪的微小型化与集成化。为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

一种静态红外偏振成像光谱仪，包括沿入射光的光轴方向依次设置的准直镜、微透镜阵列、中继成像系统和面阵探测器，在准直镜和微透镜阵列之间设置有偏振片阵列，微透镜阵列和中继成像系统之间设置有静态干涉系统，准直镜、偏振片阵列、微透镜阵列和静态干涉系统同轴；

偏振片阵列将入射光场分为四个偏振通道，入射光场在四个偏振通道内形成具有不同偏振态的四个透射光场；

静态干涉系统包括阶梯方向相对于分束器正交，且位于微透镜阵列像方焦面上的第一屋脊多级微反射镜阵列和第二屋脊多级微反射镜阵列，用于将透射光场形成多重偏振干涉光场，实现四个偏振通道偏振干涉的同步测量。

优选地，偏振片阵列为四象限结构的微纳线栅偏振片阵列。

优选地，偏振片阵列的四个象限具有不同的偏振方向，偏振方向是0°、45°、90°和135°的排列组合。

优选地，微透镜阵列的微透镜单元数为N×N的偶数个，每N/2×N/2个微透镜单元对应一个偏振通道，将该偏振通道的透射光场进行孔径分割，形成多重像场。

优选地，分束器沿光轴成45°方向设置，将微透镜阵列形成的多重像场进行能量均分，分别成像到第一屋脊多级反射镜阵列和第二屋脊多级微反射镜阵列上。

优选地，第一屋脊多级微反射镜阵列和第二屋脊多级微反射镜阵列的阶梯级数均为N，形成N×N个干涉单元，经第一屋脊多级微反射镜阵列和第二屋脊多级微反射镜阵列反射的光束在分束器表面进行干涉，形成多重偏振干涉光场。

优选地，第一屋脊多级微反射镜阵列的阶梯高度H₁小于入射光最小波长的1/4，用于实现有效的光谱复原；

第二屋脊多级微反射镜阵列的阶梯高度H₂为H₁×N/2，用于形成连续的光程差采样序列。

优选地，中继成像系统置于第一屋脊多级微反射镜阵列的出射光路中，用于将多重偏振干涉光场成像到面阵探测器的表面。

优选地，面阵探测器用于对多重偏振干涉光场进行光电转换，形成不同偏振状态、不同干涉级次的偏振干涉强度图像。

优选地，准直镜用于将目标场景发出的光准直为平行光，入射到偏振片阵列上。

优选地，偏振片阵列通过以下步骤制备：

步骤一、在基底上蒸镀金属层，并在金属层上均匀涂布光刻胶作为掩模层；

步骤二、通过电子束曝光在光刻胶上，光刻显影得到栅条结构；

步骤三、去除多余的光刻胶，得到金属线栅。

优选地，微透镜阵列通过以下步骤制备：

步骤一、在基板上光刻得到圆柱形光刻胶；

步骤二、加热使圆柱形光刻胶融化得到球面轮廓光刻胶；

步骤三、将球面轮廓光刻胶的轮廓转移到基板上，得到尺寸均匀的微透镜阵列。

一种静态红外偏振成像光谱仪偏振光谱信息提取方法，包括以下步骤：

S1、对利用上述静态红外偏振成像获得的偏振干涉强度图像进行分割，将其分割为对应不同干涉级次的图像单元；

S2、将图像单元按照光程差的顺序进行排列、匹配，得到图像单元中每一点(x，y)的光程差δ对应的干涉强度序列I_Si(x,y,δ)，如下式：

其中，S_i表示入射光的第i个Stokes参量，i＝0，1，2，

I_S0＝I_0°+I_90°，I_S1＝I_0°-I_90°，I_S2＝I_45°-I_135°，

σ表示波数，

M表示偏光元件偏振响应的穆勒矩阵；

S3、对干涉强度序列进行离散傅里叶变换，就可以复原出目标场景的Stokes偏振光谱信息S_i(σ)，如下式：

本发明能够取得以下技术效果：

1、本发明将微纳线栅偏振片阵列、微透镜阵列器件与基于屋脊多级微反射镜的静态干涉系统有机融合，构建快照偏振干涉成像系统，能够实现红外偏振图谱瞬时测量功能，具有静态化、结构紧凑、稳定性好、实时性好的特点。

2、采用微纳工艺制作的微纳线栅偏振片阵列、红外微透镜阵列、屋脊红外多级微反射镜不仅器件体积小，而且结构精度高，有效减小了系统的体积和重量，在偏振态、成像、光程差精密调制的同时，可有效实现静态红外偏振成像光谱仪系统的微型化与集成化。

3、该系统具有体积小、重量轻、适应恶劣环境能力强的特点，并且采取同时探测方式，探测精度高，不受探测目标和系统自身相互运动以及外界环境扰动的影响，可用于快速运动目标的探测。

4、偏振图像可以弥补红外成像技术在温差小的情况下难以识别目标的不足，利用融合算法可以得到更高质量的目标物体图像，有效提高目标与背景的对比度，突出目标的细节特征，增强目标识别的效果。

5、通过增加偏振片阵列实现同时偏振探测，增加了信息测量的维度减少成像时间，可以同时获取二维空间、一维光谱、三维偏振共七个维度的信息，为目标探测和识别提供了更加丰富的信息容量。

附图说明

图1是本发明一个实施例的一种静态红外偏振成像光谱仪光路图；

图2是本发明一个实施例的偏振片阵列、微透镜阵列、干涉阵列结构两个屋脊多级微反射镜的对应关系图；

图3是本发明一个实施例的屋脊多级微反射镜结构图；

图4是本发明一个实施例的偏振片阵列结构及制备流程示意图；

图5是本发明一个实施例的微透镜阵列结构及制备流程示意图；

图6是本发明一个实施例的光谱仪制作流程图。

附图标记：

目标场景1、准直镜2、

偏振片阵列3、偏振片基底31、偏振片金属层32、偏振片光刻胶33、栅条结构34、金属线栅35、

微透镜阵列4、Si基板41、圆柱形光刻胶42、球面轮廓光刻胶43、

分束器5、第一屋脊多级微反射镜阵列6、第二屋脊多级微反射镜阵列7、中继成像系统8、面阵探测器9。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

本发明的目的是提供一种静态红外偏振成像光谱仪，通过增加偏振片阵列实现偏振探测，增加信息测量的维度；采用屋脊多级微反射镜与偏振片阵列协同工作，通过使其结构参数的匹配实现四个偏振通道内偏振干涉的同步测量。下面将对本发明提供的一种静态红外偏振成像光谱仪，通过具体实施例来进行详细说明。

本发明的静态红外偏振成像光谱仪的光路如图1所示，目标场景1发出的光信号依次经过准直镜2、偏振片阵列3、微透镜阵列4进入静态干涉系统，从静态干涉系统出射的带有偏振信息的干涉光进入中继成像系统8后成像到面阵探测器9，此时面阵探测器9上的图像为带有不同偏振状态、不同干涉级次的偏振干涉强度图像。

在本发明的一个优选实施例中，偏振片阵列3采用四象限结构的微纳线栅偏振片阵列，将入射的平行光场在横向空间分割为四个象限，每个象限具有不同的偏振方向且每个象限只有一个偏振态的光能够出射，形成四个透射光场。

每个偏振方向可以是0°、45°、90°和135°的排列组合，在本实施例中，设定第一象限为0°偏振方向，第二象限为45°偏振方向，第三象限为90°偏振方向，第四象限为135°偏振方向，参见图2所示的四个实线方格。

四个具有不同偏振态的平行光束透过偏振片阵列3后入射到微透镜阵列4上，通过微透镜阵列4后形成多重像场。

在本发明的一个优选实施例中，微透镜阵列4的微透镜单元数为N×N个，如图2示出的圆圈，其中N为偶数，因此，每N/2×N/2个微透镜单元对应一个偏振通道，每个透镜单元将四个偏振通道的透射光场进行孔径分割，形成多重像场。

分束器5将经微透镜阵列4出射的多重像场进行能量均分，并分别成像到第一屋脊多级微反射镜阵列6和第二屋脊多级微反射镜阵列7上。

在本发明的一个优选实施例中，分束器5放置在与入射光光轴成45°的微透镜阵列4的出射光路中，中心对准；第二屋脊多级微反射镜阵列7位于分束器5的反射光路中，微透镜阵列4的一个像方焦面上，中心对准；第一屋脊多级微反射镜阵列6位于分束器5的透射光路中微透镜阵列4的另一个像方焦面上，且第一屋脊多级微反射镜阵列6的阶梯方向与第二屋脊多级微反射镜阵列7的阶梯方向正交，中心对准。

第一屋脊多级微反射镜阵列6和第二屋脊多级微反射镜阵列7的阶梯级数均为N，从而形成N×N个干涉单元，如图2中所示的虚线方格。又因微透镜阵列4的单元数目为N×N，所以每个干涉单元对应一个微透镜单元，每个偏振通道对应N/2×N/2个干涉单元。

在本发明的一个优选实施例中，参见图3所示的屋脊多级微反射镜阵列结构示意图，两个屋脊多级微反射镜阵列均具有屋脊型阶梯结构，但两个屋脊形多级微反射镜阵列具有不同的阶梯高度。设一个屋脊多级微反射镜阵列的阶梯高度为H₁，为了实现光谱重构，阶梯高度H₁需要小于等于光信号最小波长的1/4，其总的阶梯高度为H₁×N/2；同时，为了形成连续的光程差序列，另一个屋脊多级微反射镜阵列的阶梯高度为H₂＝H₁×N/2，其总的阶梯高度为H₂×N/2。

继续参见图1，入射到第一屋脊多级微反射镜阵列6和第二屋脊多级微反射镜阵列7的多重像场经过多级微反射镜阵列的阶梯结构的调制之后，反射回分束器5的表面，并在分束器5表面发生干涉，形成多重偏振干涉光场，且每个干涉单元对应一个干涉级次。多重偏振干涉光场经过中继成像系统8，最终在面阵探测器9上形成偏振干涉图像。

在本发明的一个优选实施例中，中继成像系统8置于第一屋脊多级微反射镜阵列6的出射光路中，用于将多重偏振干涉光场成像到面阵探测器9的表面，面阵探测器9用于对多重偏振干涉光场进行光电转换，形成不同偏振状态、不同干涉级次的偏振干涉强度图像。

在本发明的一个优选实施例中，准直镜2用于将目标场景1发出的光进行扩束、准直，使经过扩束准直后的平行光的口径覆盖微透镜阵列4。

图6示出的流程图对本发明的一个优选实施例的一种静态红外偏振成像光谱仪制作流程进行说明，参考图1。

首先采用偏振可调的激光器作为入射光源，将激光器出射的光束进行扩束，使激光扩束后的口径覆盖微透镜阵列4，将微透镜阵列4放置在激光扩束后的光路中，并进行中心对准；

其次，将分束器5沿与光轴成45°方向放置在微透镜阵列4的出射光路中，并进行中心对准；将第一屋脊多级微反射镜阵列6放置在分束器5的反射光路中，并进行中心对准；将第二屋脊多级微反射镜阵列7放置在分束器5的透射光路中，使其阶梯方向与第一屋脊多级微反射镜阵列6的阶梯方向正交，并进行中心对准；调节两个屋脊形多级微反射镜的空间位置，同步观测激光光束经过微透镜阵列4聚焦后的光斑在两个屋脊形多级微反射镜阵列上的分布情况，使激光光束聚焦在两个屋脊形多级微反射镜阵列各阶梯的中线位置，且焦斑直径达到最小；

再次，将中继成像系统8放置在第一屋脊多级微反射镜阵列6的出射光路中；将面阵探测器9放置在中继成像系统8的像面处，调节相对于中继成像系统8的位置使干涉光斑清晰成像；将偏振片阵列3放置在微透镜阵列4前面的光路中，将激光器的偏振方向依次调节为0°、45°、90°和135°；调节偏振片阵列3相对于微透镜阵列4的位置，使各偏振方向的激光光束分别覆盖微透镜阵列4的四分之一区域；

最后移除激光器，将准直镜2放置在偏振片阵列3前面的光路中，调节其相对位置，使目标场景1发出的光场经准直镜2后形成平行光束。

在本发明的一个优选实施例中，通过如图4所示的流程制备光谱仪中的偏振片阵列3，参照图4：

首先在偏振片基底31上蒸镀一层偏振片金属层32，并在偏振片金属层32上均匀涂布偏振片光刻胶33作为掩模层；然后通过电子束曝光在偏振片光刻胶33上光刻显影得到栅条结构34；接着利用反应离子束刻蚀将栅条结构34转移到偏振片金属层32上；最后去除多余的偏振片光刻胶33，得到金属线栅35。

偏振片基底31可以采用Si、CaF2、ZnSe或红外玻璃等材料，金属线栅35可以为Al、Ag、Au等金属。

在本发明的一个优选实施例中，以Si基微透镜阵列4为例，通过如图5所示的流程制备光谱仪中的微透镜阵列4，参照图5：

首先对Si基板41进行清洁表面和预处理；然后在其上光刻得到圆柱形光刻胶42；接着加热温度使圆柱形微透镜光刻胶42融化得到球面轮廓光刻胶43；最后通过调节合适的选择比同时刻蚀球面轮廓光刻胶43和Si基板41，将光刻胶的轮廓转移到Si基板41上，从而得到尺寸均匀的微透镜阵列4。

在本发明的一个优选实施例中，还需要对面阵探测器9上的偏振干涉图像阵列进行图像分割：

S1、将其分割成四个偏振通道，针对每一个偏振通道，将其干涉图像阵列分割为对应不同干涉级次的图像单元。

S2、将获得的图像单元按照光程差的顺序进行排列、图像单元匹配，得到图像单元中每一点(x，y)的光程差δ对应的干涉强度序列I_0°(x,y,δ)、I_90°(x,y,δ)、I_45°(x,y,δ)和I_135°(x,y,δ)，由四个偏振通道的干涉图序列，便可以获得三个Stokes参量干涉图序列I_Si(x,y,δ)，对于每一个Stokes参量干涉图序列，有下式：

其中，S_i表示入射光的第i个Stokes参量，i＝0，1，2，

σ表示波数，

M表示偏光元件偏振响应的穆勒矩阵，

S₀表示0°偏振通道与90°偏振通道的光强之和，即I_S0＝I_0°+I_90°，

S₁表示0°偏振通道与90°偏振通道的光强之差，即I_S1＝I_0°-I_90°，

S₂表示45°偏振通道与135°偏振通道的光强之差，即I_S2＝I_45°-I_135°；

S3、对干涉强度序列进行离散傅里叶变换，就可以复原出目标场景1的Stokes偏振光谱信息S_i(σ)，如下式：

对四个偏振通道得到的Stokes干涉图序列进行上述过程的偏振参数解调，便可以解算出目标场景1中的三个Stokes偏振光谱，即S₀(σ)、S₁(σ)和S₂(σ)。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (13)

1.一种静态红外偏振成像光谱仪，包括沿入射光的光轴方向依次设置的准直镜、微透镜阵列、中继成像系统和面阵探测器，其特征在于，在所述准直镜和所述微透镜阵列之间设置有偏振片阵列，所述微透镜阵列和所述中继成像系统之间设置有静态干涉系统，所述准直镜、所述偏振片阵列、所述微透镜阵列和所述静态干涉系统同轴；

所述偏振片阵列将入射光场分为四个偏振通道，所述入射光场在四个所述偏振通道内形成具有不同偏振态的四个透射光场；

所述静态干涉系统包括阶梯方向相对于分束器正交，且位于所述微透镜阵列像方焦面上的第一屋脊多级微反射镜阵列和第二屋脊多级微反射镜阵列，用于将所述透射光场形成多重偏振干涉光场，实现所述四个偏振通道内偏振干涉的同步测量。

2.根据权利要求1所述的静态红外偏振成像光谱仪，其特征在于，所述偏振片阵列为四象限结构的微纳线栅偏振片阵列。

3.根据权利要求2所述的静态红外偏振成像光谱仪，其特征在于，所述偏振片阵列的四个象限具有不同的偏振方向，所述偏振方向是0°、45°、90°和135°的排列组合。

4.根据权利要求1所述的静态红外偏振成像光谱仪，其特征在于，所述微透镜阵列的微透镜单元为N×N的偶数个，每N/2×N/2个所述微透镜单元对应一个所述偏振通道，将该偏振通道的所述透射光场进行孔径分割，形成多重像场。

5.根据权利要求4所述的静态红外偏振成像光谱仪，其特征在于，所述分束器沿所述光轴成45°方向设置，将所述微透镜阵列形成的所述多重像场进行能量均分，分别成像到所述第一屋脊多级反射镜阵列和所述第二屋脊多级微反射镜阵列上。

6.根据权利要求5所述的静态红外偏振成像光谱仪，其特征在于，所述第一屋脊多级微反射镜阵列和所述第二屋脊多级微反射镜阵列的阶梯级数均为N，形成N×N个干涉单元，经所述第一屋脊多级微反射镜阵列和所述第二屋脊多级微反射镜阵列反射的光束在所述分束器表面进行干涉，形成多重偏振干涉光场。

7.根据权利要求6所述的静态红外偏振成像光谱仪，其特征在于，所述第一屋脊多级微反射镜阵列的阶梯高度H₁小于所述入射光最小波长的1/4，用于实现有效的光谱复原；

所述第二屋脊多级微反射镜阵列的阶梯高度H₂为H₁×N/2，用于形成连续的光程差采样序列。

8.根据权利要求1所述的静态红外偏振成像光谱仪，其特征在于，所述中继成像系统位于所述第一屋脊多级微反射镜阵列的出射光路中，用于将所述多重偏振干涉光场成像到所述面阵探测器的表面。

9.根据权利要求8所述的静态红外偏振成像光谱仪，其特征在于，所述面阵探测器用于对所述多重偏振干涉光场进行光电转换，形成不同偏振状态、不同干涉级次的偏振干涉强度图像。

10.根据权利要求1所述的静态红外偏振成像光谱仪，其特征在于，所述准直镜用于将目标场景发出的光准直为平行光，入射到所述偏振片阵列上。

11.根据权利要求1所述的静态红外偏振成像光谱仪，其特征在于，所述偏振片阵列通过以下步骤制备：

步骤一、在基底上蒸镀金属层，并在所述金属层上均匀涂布光刻胶作为掩模层；

步骤二、通过电子束曝光在所述光刻胶上，光刻显影得到栅条结构；

步骤三、去除多余的所述光刻胶，得到金属线栅。

12.根据权利要求1所述的静态红外偏振成像光谱仪，其特征在于，所述微透镜阵列通过以下步骤制备：

步骤一、在基板上光刻得到圆柱形光刻胶；

步骤二、加热使所述圆柱形光刻胶融化得到球面轮廓光刻胶；

步骤三、将所述球面轮廓光刻胶的轮廓转移到所述基板上，得到尺寸均匀的所述微透镜阵列。

13.一种静态红外偏振成像光谱仪偏振光谱信息提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对利用如权利要求1-10任意一项获得的偏振干涉强度图像进行分割，将其分割为对应不同干涉级次的图像单元；

S2、将所述图像单元按照光程差的顺序进行排列、匹配，得到所述图像单元中每一点(x，y)的光程差δ对应的干涉强度序列I_Si(x,y,δ)，如下式：

其中，S_i表示入射光的第i个Stokes参量，i＝0，1，2，

I_S0＝I_0°+I_90°，I_S1＝I_0°-I_90°，I_S2＝I_45°-I_135°，

σ表示波数，

M表示偏光元件偏振响应的穆勒矩阵；

S3、对所述干涉强度序列进行离散傅里叶变换，就可以复原出目标场景的Stokes偏振光谱信息S_i(σ)，如下式：

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