Видеополяриметры

Вид поляризации излучения и ее степень можно определить с помощью четвертьволновой пластинки и вращающегося линейного поляризатора.

Один из первых оптико-электронных видеополяриметров имеет следующий вид:

В данном устройстве на входе после телескопической системы 1, 2, 3 установлен магнито-оптический вращатель плоскости поляризации 4. Функционально он эквивалентен вращающемуся линейному анализатору. За ним установлена призма Волластона, которая разделяет изображение на два изображения с ортогональной поляризацией. Разделение происходит таким образом, что на фотокатоде передающей телевизионной трубки 7 изображения разнесены вдоль строчной развертки. В блоке обработки 8 сигналы двух изображений могут вычитаться либо определяться их отношения. Также в этом блоке формируются управляющие сигналы для блока управления 9. В блоке индикаторов 10 визуализируется изображение с определенной ориентацией плоскости поляризации (задается в блоке 4).

Видеоспектрометры

Видеоспектрометры предназначаются для получения двумерных изображений с высоким спектром разрешения от 10-ов до тысяч спектральных каналов.

По способу просмотра пространства предметов ВС разделяются на одномерно либо двумерно сканирующие, а по способу получения спектральной информации на диспергирующие, дифракционные и интерференционные.

В С кроме информационного канала содержит комбинированный канал и ряд вспомогательных измерительных каналов.

Типичная блок-схема ВС с диспергирующим дифракционным разложением имеет вид:

В случае использования матричного ПИ изображение подстилающей поверхности в виде поперечной направлению полета полосы через зеркало 1 входным объективом 2 фокусируется в плоскости щелевой диафрагмы 3. Эта диафрагма является входной щелью поляриметра, состоящего из коллиматора 4 и дифракционного диспергирующего элемента 5. Разложенное в спектр излучение камерным объективом 6 проектируется на матрицу ПИ 7. Таким образом, изображение представляет из себя полосы подстилающей поверхности. Причем направление спектрального разложения перпендикулярно ориентации полосы. Далее сигнал подается в БЭВМ. Размерность матрицы ПИ по одной координате определяет пространственное разрешение, а по второй- спектральное разрешение.

При использовании линейного ПИ происходит регистрация спектров только одной точки плоскости предметов (размерность линейки определяет спектральное разрешение). Поэтому для создания двумерного изображения, кроме сканирования за счет движения летательного аппарата, как в случае с МПИ, необходимо зеркалом 1 осуществлять поперечное сканирование.

По сравнению с диспергирующими призмами, дифракционные решетки обладают:

• Высокой разрешающей способностью строить линейный спектр

• Имеют небольшие массы и габариты

• Устойчивы к радиационным воздействиям

Однако они дополнительно рассеивают свет, формируют перенакладываемые спектры различных порядков, дополнительно поляризуют излучение. Поэтому большинство ВС строятся на основе дифракционных решеток, а некоторые на основе призм.

Схема AVIRIS

Д анное устройство для охвата спектрального диапазона 0,4-2,4 мкм предусматривает предварительное разделение излучения на 4 поддиапазона. При этом обеспечивается отсутствие переналожения спектра на дифракционных решетках. Излучение от подстилающей поверхности сканирующим барабаном 1 через систему зеркал 2 подается на входное эллиптическое зеркало 3. Пройдя через отверстие в зеркале 5 и отразившись от сферического зеркала 4, а затем от зеркала 5, излучение фокусируется на входных торцах волоконных световодов 6. Выходные торцы световодов являются входными щелями полихроматоров 7. Каждый полихроматор содержит зеркальный коллиматор и дифракционную решетку, а на его выходе установлена линейка ПИ.

Достоинством есть:

• Относительная простота

• Хорошее спектральное разрешение

Недостаток: сложность сканирующего узла.

В С с интерференционным выделением спектра. Основаны на использовании интерферометров чаще всего Майкельсона. При наличии на входе устройства монохроматического излучения с длиной волны  в результате интерференции двух отраженных от неподвижных зеркал световых волн. Диафрагма перед ПИ будет равномерно освещена. Величина освещенности определяется соотношением фаз интерферирующих волн. Если одно из зеркал смещается со скоростью , то соотношение фаз будет постоянно меняться и на приемнике формируется изменяющееся во времени световое поле. Таким образом, на выходе ПИ формируется сигнал с частотой 2, амплитуда которого зависит от амплитуды входного излучения.

Если на вход поступает белое излучение, то на выходе ПИ будем наблюдать сигнал с непрерывным спектром, частоты которого при постоянной  зависят от длины волны. Таким образом, анализируя выходной сигнал можно восстановить спектральный состав излучения на входе устройства.