偏振相機(jī)是一種用于物理學(xué)、機(jī)械工程、電子與通信技術(shù)領(lǐng)域的物理性能測試儀器。
它是通過斯托克斯方程可以對部分或全部的偏振狀態(tài)做完整描述。目前很多的偏振相機(jī)都只能做線偏振斯托克斯成像,而SALSA則可以做每幀視頻圖像中每個像素 點(diǎn)的全斯托克斯失量的動態(tài)測量。許多與偏振相關(guān)的參數(shù)也可以做實時的可視化分析,如斯托克斯參數(shù)、 偏振度、偏振角度和橢圓角等等。
偏振相機(jī)檢測原理:
1、偏振度:
光作為電磁波家族的一份子,在經(jīng)過物體表面反射后,因為物體表面的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、顏色以及光本身的入射角等物理性質(zhì)的不同,其偏振方向等也將隨之改變,從而使某些反射信息得到加強(qiáng),某些信息被弱化,這樣便可更加有效地得到相應(yīng)的圖像信息,對被測物加以鑒別,如物體表面紋理結(jié)構(gòu)、粗糙程度、表面缺陷等等。
偏振光分為*偏振光和部分偏振光。其中,*偏振光又分為線偏振光、圓偏振光以及橢圓偏振光。線偏振光是指在光的傳播過程中,只包含一種振動,其振動方向始終保持在光的偏振同一平面內(nèi)。
一般來說,線偏振光可以通過反射、折射、干涉以及散射來產(chǎn)生,還可以通過二向色性晶體、晶體雙折射等產(chǎn)生,途徑十分多樣。
偏振方向則表示為波此時的振動方向與傳播方向不一致時的方向,且只有橫波才具有偏振現(xiàn)象,其偏振方向與波的傳播方向垂直,縱波則不存在偏振現(xiàn)象,因其傳播方向與振動方向一致。
在使用偏振相機(jī)獲取圖像數(shù)據(jù)時,偏振度是最為根本的信息,是衡量電磁波中偏振信息的重要參數(shù),我們習(xí)慣上將其描述為偏振光在總光強(qiáng)中所占的比例。
前面提到Stokes矢量是計算偏振度的數(shù)學(xué)原理,是光學(xué)偏振狀態(tài)的數(shù)學(xué)表示。
2、實驗原理:
目前市面上的偏振圖像傳感器中,帶有四向偏振器的SonyIMX250MZR CMOS全局曝光偏振感光芯片較具代表性。四向偏振器便是從四個不同角度測量線偏振光強(qiáng),從而得到最終的偏振圖像。