偏振相機及其應(yīng)用（1）
偏振是光的特征之一，偏振光屬于不可見光，因此，想要探究偏振信息就必須要借助于相關(guān)儀器。我們知道，探測景物光波偏振態(tài)的成像技術(shù)是偏振成像技術(shù)，而實現(xiàn)此項技術(shù)的主要成像儀器就是偏振相機。偏振成像技術(shù)是近幾年來在國內(nèi)外發(fā)展迅速的一項成像技術(shù)，其應(yīng)用范圍廣泛，如：可進行隱藏或偽裝目標(biāo)的探測、可在煙霧、陰天等惡劣氣候環(huán)境條件下進行導(dǎo)航、可用于醫(yī)學(xué)診斷以及物體特征的識別等。
偏振成像技術(shù)作為一種新型的成像技術(shù)，與普通的可見光成像技術(shù)相比具有一定的優(yōu)勢：
（1）受環(huán)境影響較小。普通的可見光成像技術(shù)需要在一定的光照條件下才能對目標(biāo)物體進行圖像采集，那么如果在惡劣環(huán)境下，光強度太弱的話，就可能會造成無法正常進行成像。而偏振成像技術(shù)卻可以忽略環(huán)境的影響進行遠距離的圖像獲取操作；
（2）噪聲低。噪聲是影響成像質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，普通的可見光成像技術(shù)一般都存在或多或少的背景噪聲，如果想要清晰成像，對噪聲的抑制環(huán)節(jié)就必不可少，而偏振成像技術(shù)自身就有效的抑制了背景噪聲的影響，在很大程度上保障了成像質(zhì)量；
（3）目標(biāo)識別度高。偏振光與目標(biāo)發(fā)生相互作用后的散射光中會包含由目標(biāo)自身特性所決定的偏振信息，而這樣的偏振信息與我們平時所探測到的光譜、光強以及相位等信息時有所不同的。通過這些偏振信息我們就可以準(zhǔn)確清晰的得到被測目標(biāo)的相關(guān)信息，使其在隱藏或偽裝目標(biāo)的識別應(yīng)用上具有顯著的優(yōu)勢。
位于美國紐約州羅契斯特市的FluxData公司自成立以來，其主要開發(fā)并生產(chǎn)多光譜成像、偏振成像系統(tǒng)。FluxData相機主要用于航空航天、國防等領(lǐng)域，同時在工業(yè)、醫(yī)療和科研等方面也都有著較為廣泛的應(yīng)用。
FluxData公司FD-1665-3CCD成像系統(tǒng)采用專利的棱鏡球差、色差修正技術(shù),可以在400-1100nm范圍內(nèi)，與偏振片結(jié)合得到偏振成像。FD-1665P 3CCD 偏振相機可以同時對三種角度的偏振光進行成像，在醫(yī)療、機器視覺以及軍事應(yīng)用上發(fā)揮著重要的作用。偏振信息可以作為材料光譜特性的必要補充，提供額外的材料信息用于材料研究和分析，在材料分析時，可以分離鏡面反射和漫反射；可用于航空器裝配中的應(yīng)力和缺陷識別；可觀察近海底下的水柱而應(yīng)用于海洋軍事；尤其可以從自然環(huán)境中識別出人造物，對軍事偽裝識別意義重大。
FD1665P偏振多光譜相機光學(xué)組件由自然的非極性光學(xué)分離鍍膜組成，第一次鍍膜反射30%的光，容許70%的光穿過。第二層鍍膜提供50%的透過率和50%的反射率，通過三個傳感器捕捉視頻信號，整個光學(xué)系統(tǒng)以FluxData公司的FD-1665相機系統(tǒng)為基礎(chǔ)。FD-1665P偏振相機是一個柔性的3CCD相機系統(tǒng)，每個傳感器前方配置有專門的濾光片。FD-1665相機配置標(biāo)準(zhǔn)包括0°、45°和90°偏振濾光片，，三個幀速率可達120fps彩色傳感器。相機系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)型可以使相機每個傳感器都實現(xiàn)較高的數(shù)據(jù)吞吐量，曝光時間、增益以及幀速率的獨立控制，保持較高的信噪比。相機的3個CCD傳感器可以通過軟件或者硬件控制，同時或者相繼觸發(fā)。該系統(tǒng)機身設(shè)計緊湊，只有4.8x3.5x4.4 inches (LxWxH)，可以與F-mount和t-mount的14mm-1500mm鏡頭配合使用。
由于采用分色片進行通道分光，所以每個通道都只能接受目標(biāo)1/3的能量，這在一定程度上會影響儀器的信噪比。此外，分光路的偏振測量，由于不同探測器之間的交叉標(biāo)定誤差較大，也會一定程度上影響偏振測量精度。
