●第1章成像光譜偏振技術的產生、發展及研究動態1
1.1成像光譜技術的發展1
1.2成像偏振技術的發展9
1.3成像光譜偏振技術的產生與發展12
1.3.1成像光譜偏振技術的產生、分類及研究現狀12
1.3.2成像光譜偏振技術發展趨勢及關鍵技術17
1.3.3成像光譜偏振技術的應用19
1.4本章小結22
第2章干涉成像光譜技術23
2.1干涉成像光譜技術分類23
2.1.1時間調制型干涉成像光譜技術23
2.1.2空間調制型干涉成像光譜技術24
2.1.3時空聯合調制型干涉成像光譜技術26
2.2干涉成像光譜技術的基礎理論與基本原理27
2.2.1干涉圖與復原光譜27
2.2.2分辨率與切趾問題30
2.2.3相位修正35
2.2.4圖像數據采集與處理37
2.3本章小結38
第3章空間調制型干涉成像光譜技術39
3.1空間調制型干涉成像光譜技術原理39
3.2橫向剪切分束器41
3.3空間調制型干涉成像光譜儀物理模型45
3.4影響空間調制型干涉成像光譜儀干涉圖調制度的主要因素46
3.5本章小結48
第4章晶體與偏振分束器49
4.1單軸晶體光學性質49
4.1.1晶體分類及o光、e光的折射率49
4.1.2光的雙折射50
4.1.3主截面、主平面52
4.2基於薩瓦特(Savart)偏光鏡的橫向剪切偏振分束器53
4.2.1Savart板53
4.2.2Savart偏光鏡55
4.2.3視場補償型Savart偏光鏡57
4.3Savart偏光鏡光程差及橫向剪切量58
4.4Savart偏光鏡透射率61
4.5基於沃拉斯頓(Wollaston)稜鏡的角剪切偏振分束器68
4.5.1Wollaston稜鏡分光原理68
4.5.2光程差及條紋定位面的準確計算70
4.5.3廣角Wollaston稜鏡77
4.6本章小結84
第5章時空聯合調制型干涉成像光譜技術85
5.1時空聯合調制型靜態干涉成像光譜技術(TSMSIIS)原理85
5.1.1TSMSIIS基本原理86
5.1.2時空聯合調制與空間調制的主要區別88
5.2TSMSIIS探測模式92
5.2.1TSMSIIS干涉圖獲取原理92
5.2.2實驗及數據處理97
5.2.3干涉圖處理與光譜復原新方法99
5.3本章小結105
第6章超小型靜態干涉成像光譜儀106
6.1超小型靜態干涉成像光譜儀(USIIS)研究106
6.1.1USIIS原理方案106
6.1.2裝置參數論證107
6.2USIIS樣機設計與研制108
6.2.1USIIS樣機設計參數108
6.2.2USIIS樣機光學、機械結構、電路設計109
6.2.3USIIS樣機研制112
6.3干涉成像光譜實驗及結論分析113
6.3.1模擬星載探測實驗原理113
6.3.2模擬星載探測實驗結果114
6.3.3提高干涉圖信噪比及光譜分辨率的主要途徑118
6.4USIIS中偏振化方向對調制度的影響118
6.4.1偏振光強度、振動方向對調制度的影響119
6.4.2USIIS的調制度120
6.4.3調制度隨偏振化方向的變化121
6.4.4偏振化方向允差分析實例123
6.5USIIS通量的分析與計算124
6.5.1USIIS的通量125
6.5.2各種情形下的通量數值127
6.6USIIS的信噪比129
6.6.1出射光強與起偏器、分析器偏振化方向偏角和入射角的關繫129
6.6.2USIIS信噪比的分析與計算132
6.6.3信噪比實驗驗證135
6.7USIIS中格蘭-泰勒稜鏡像質與透射率分析136
6.7.1光線在格蘭-泰勒稜鏡中的傳播軌跡137
6.7.2USIIS中格蘭-泰勒稜鏡的像質分析139
6.7.3格蘭-泰勒稜鏡全視場角透過率的分析與計算141
6.7.4格蘭-泰勒稜鏡全視場角透過率模擬與實驗測試144
6.8本章小結149
第7章靜態大視場干涉成像光譜儀151
7.1靜態大視場干涉成像光譜儀(SLIIS)原理與廣角補償原理151
7.2SLIIS的調制度153
7.2.1λ/2板光軸方向偏離理想方向時o光、e光振動面的旋轉153
7.2.2SLIIS中偏振光電矢量的分解與合成154
7.2.3SLIIS中調制度的分析與計算156
7.2.4調制度隨偏振化方向、λ/2板光軸取向的變化157
7.3SLIIS的通量157
7.3.1SLIIS通量的分析與計算157
7.3.2幾種情形下的通量取值161
7.3.3優選調制度時通量分析計算實例162
7.3.4結論163
7.4本章小結163
第8章靜態成像光譜偏振技術164
8.1光的偏振態及斯托克斯(Stokes)參量描述法164
8.1.1偏振態的Stokes參量描述164
8.1.2偏振測量的基本方法168
8.2基於Savart偏光鏡的靜態通道型干涉成像光譜偏振技術(CIISP)171
8.2.1基於Savart偏光鏡的靜態CIISP基本原理171
8.2.2靜態CIISP數據采集與處理流程174
8.3靜態通道型干涉成像光譜偏振儀星載原理樣機177
8.4靜態通道型干涉成像光譜偏振儀定標179
8.4.1相對輻射定標180
8.4.2光譜定標183
8.4.3絕對輻射定標185
8.4.4偏振定標188
8.5靜態通道型成像光譜偏振儀模擬星載探測實驗191
8.5.1靜態通道型成像光譜偏振儀實驗室探測實驗191
8.5.2靜態通道型成像光譜偏振儀模擬星載外場探測實驗196
8.6本章小結198
第9章基於液晶可調諧延遲器的高分辨通道型干涉成像光譜偏振技術200
9.1通道干涉圖串擾現像200
9.2延遲器厚度比例對干涉圖通道的影響203
9.2.1五通道干涉圖光譜復原原理203
9.2.2五通道干涉圖的優點205
9.2.3延遲器厚度比例為1:1時的干涉圖光譜復原模擬驗證206
9.3基於液晶可調諧延遲器(LCVR)的高分辨通道型干涉成像光譜偏振技術原理208
9.4基於LCVR的高分辨通道型干涉成像光譜偏振技術模擬實驗研究212
9.5本章小結215
第10章孔徑與視場分割成像光譜偏振技術216
10.1差分干涉成像光譜偏振技術216
10.1.1差分通道型干涉成像光譜偏振技術216
10.1.2高分辨低串擾差分干涉成像光譜偏振技術223
10.2基於偏振調制陣列的成像光譜偏振技術227
10.3分焦平面靜態成像光譜偏振技術233
10.4本章小結234
第11章基於透鏡陣列的快照式成像光譜偏振技術236
11.1基於透鏡陣列的快照式成像光譜偏振技術原理方案236
11.1.1可見/近紅外繫統方案236
11.1.2短波紅外繫統方案238
11.2電子學設計239
11.3光譜偏振調制解調技術239
11.4高清陣列視頻采集與顯示243
11.5本章小結245
第12章衛星遙感大氣風場的干涉成像探測技術246
12.1高層大氣探測意義246
12.2高層大氣探測國內外研究現狀247
12.2.1大氣風場主動式探測技術248
12.2.2大氣風場被動式探測技術249
12.3干涉成像技術遙感大氣風場“四強度法”探測原理253
12.3.1氣輝、極光的形成253
12.3.2全方位、多方向風場速度、溫度“四強度探測法”255
12.3.3垂直方向風場探測257
12.3.4臨邊觀測模式257
12.3.5計算機仿真實驗及誤差分析258
12.4廣角邁克耳孫干涉儀(WAMI)探測大氣風場262
12.4.1探測原理262
12.4.2計算實例與裝置設想264
12.5法布裡-珀羅干涉儀(FPI)探測大氣風場265
12.5.1風場速度、溫度的FPI測量原理265
12.5.2風場測量特例分析268
12.6大氣風場“四強度法”探測誤差分析與計算269
12.6.1普適形式“四強度探測法”269
12.6.2“四強度探測法”誤差分析與計算271
12.6.3計算機模擬速度、溫度誤差分布273
12.7本章小結276
第13章高層大氣微粒輻射光譜輪廓278
13.1高斯輪廓光譜線型高層大氣探測278
13.2洛倫茲輪廓光譜線型高層大氣被動探測原理279
13.2.1洛倫茲線型大氣風場探測原理279
13.2.2洛倫茲光譜線型大氣風場測量281
13.3佛克特輪廓光譜線型高層大氣被動探測原理285
13.3.1佛克特輪廓光譜線型風場干涉探測原理285
13.3.2佛克特輪廓光譜線型的準確表達式288
13.3.3佛克特輪廓光譜線型干涉圖在大氣風場探測中的應用292
13.3.4高斯、洛倫茲、佛克特三種光譜線型大氣探測分析與比較295
13.4本章小結297
第14章寬場、消色差、溫度補償型風成像干涉儀298
14.1寬場、消色差、溫度補償原理298
14.1.1寬場、消色差、溫度補償型風成像干涉儀原理299
14.1.2寬場、消色差、溫度補償型風成像干涉儀補償原理300
14.1.3補償效果模擬303
14.2寬場、消色差、溫度補償型風成像干涉儀設計與研制306
14.2.1風成像干涉儀結構306
14.2.2風成像干涉儀設計原理307
14.3寬場、消色差、溫度補償型風成像干涉儀通量分析與計算308
14.3.1光通量的理論分析與計算308
14.3.2幾種寬場玻璃配對情況下的光通量比較310
14.4寬場、消色差、溫度補償型風成像干涉儀調制度分析與計算312
……
本書介紹了當前國際上新興的多學科交叉前沿領域“成像光譜偏振技術”的產生、近期新研究動態和未來發展趨勢。繫統論述了成像光譜偏振技術的基礎理論、物理模型、創新性原理與新型技術方案。展現高分辨率成像、光譜、偏振多維度信息一體化同時探測模式、特點與圖像數據處理方法。拓展、深化高分辨率遙感的準確定量化與應用。結合科研和工程應用，給出了時空聯合調制型干涉成像光譜儀、新型靜態成像光譜偏振儀、風成像干涉儀等優選儀器原理、樣機設計與研制、繫統定標及數據定量化處理展示了模擬星載和機載探測實驗的結果與結論。並對干涉成像技術遙感探測大氣風場、溫度、成分等新原理、新技術和重要應用進行了全面論述與深入討論。本書適用於物理學、天文學、化學、生物學、地球物理學、光學工程、大氣海洋和儀器科學等相關專業的大學高年級本科生研究生作為教材使用，也可供高分辨率空間探測、航空航天對地觀測軍事察、地球資源勘查、環境和災害監測、大氣探測等
