Поляризационные гиперспектрометры. Обзор

Горбунов Г.Г., Дричко Н.М., Стариченкова В.Д., Таганов О.К.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Горбунов Г.Г., Дричко Н.М., Стариченкова В.Д., Таганов О.К. Поляризационные гиперспектрометры. Обзор // Оптический журнал. 2018. Т. 85. № 5. С. 46–52. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2018-85-05-46-52

Gorbunov G.G., Drichko N.M., Starichenkova V.D., Taganov O.K. Polarization hyperspectrometers: a review [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2018. V. 85. № 5. P. 46–52. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2018-85-05-46-52

Ссылка на англоязычную версию:

G. G. Gorbunov, N. M. Drichko, V. D. Starichenkova, and O. K. Taganov, "Polarization hyperspectrometers: a review," Journal of Optical Technology. 85(5), 291-295 (2018). https://doi.org/10.1364/JOT.85.000291

Аннотация:

Рассмотрены некоторые новые методы расширения объема информации при дистанционном зондировании Земли, развивающиеся в настоящее время. В последние полтора десятилетия для задач дистанционного зондирования Земли применяются подходы, направленные на объединение гиперспектральных и видеополяриметрических систем c целью получения полного семиразмерного объема данных о сцене — двух пространственных, спектральной координат и четырех поляризационных координат. Эта информация позволяет повысить вероятность обнаружения и идентификации различных объектов, регистрируемых на неоднородном фоне и в сложных условиях.

Ключевые слова:

спектрополяриметры, поляризационные решетки, гиперспектрометры, дистанционное зондирование Земли, параметры Стокса

Коды OCIS: 110.4234, 110.5405, 220.0220, 280.4991

Список источников:

1. Tyo J., Goldstein D., Chenault D., Shaw J. Review of passive imaging polarimetry for remote sensing application // Appl. Opt. 2006. V. 45. № 22. P. 5453–5469.
2. Snik F., Craven-Jones J., Escuti M., Fineschi S., Harrington D., Martino A., Mawet D., Riedi J., Tyo J. An overview of polarimetric sensing techniques and technology with applications to different research fields // Proc. SPIE. 2014. V. 9099. P. 90990B-1–90990B-20.
3. Deschamps P., Breon F., Leroy M., Podaire A., Bricaud A., Buriez J., Seze G. The POLDER mission: Instrument characteristics and scientific objectives // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 1994. V. 32. № 3. P. 598–615.
4. Deuze J., BréonF., Devaux C., Goloub P., Herman M., Lafrance B., Maignan F., Marchand A., Nadal F., Perry G. Remote sensing of aerosols over land surfaces from POLDER-ADEOS-1 polarized measurements // J. Geophys. Res. 2001. V. 106. № D5. P. 4913–4926.
5. Hasekamp O., Landgraf J. Retrieval of aerosol properties over land surfaces: Capabilities of multiple-viewing-angle intensity and polarization measurement // Appl. Opt. 2007. V. 46. № 16. P. 3332–3344.
6. Peralta R., Nardell C., Cairns B., Russell E., Travis L., Mishchenko M., Fafaul B., Hooker R. Aerosol polarimetry sensor for the Glory mission // Proc. SPIE. 2007. V. 6786. Р. 67865L-1–67865L-17.
7. Кетчетсон Р., Магидов В. Moxtek. Обзор оптических компонентов // Фотоника. 2013. № 1(37). С. 86–90.
8. Diner D., Davis A., Hancock B., Gutt G., Chipman R., Cairns B. Dual photoelastic modulator-based polarimetric imaging concept for aerosol remote sensing // Appl. Opt. 2007. V. 46. № 35. P. 8428–8445.
9. Diner D., Davis A., Hancock B., Geier S., Rheingans B., Jovanovic V., Bull M., Rider D., Chipman R., Mahler A., McClain S. First results from a dual photoelastic-modulator-based polarimetric camera // Appl. Opt. 2010. V. 49. № 15. P. 2929–2946.
10. Diner D., Xu F., Garay M., Martonchik J., Rheingans B., Geier S., Davis A., Hancock B., Jovanovic V., Bull M., Capraro K., Chipman R., McClain S. The airborne multiangle spectropolarimetric imager (AirMSPI): A new tool for aerosol and cloud remote sensing // Atmos. Meas. Tech. 2013. № 6. P. 2007–2025.
11. Mahler A.-B., McClain S., Chipman R. Achromatic athermalized retarder fabrication // Appl. Opt. 2011. V. 50. № 5. P. 755–765.
12. Tyo J.S., Turner T.S. Variable-retardance, Fourier transform imaging spectropolarimeters for visible spectrum remote sensing // Appl. Opt. 2001. V. 40. № 9. P. 1450–1458.
13. Meng X., Jianxin L., Tingting X., Defang L., Rihong Z. High throughput full Stokes Fourier transform imaging spectropolarimetry // Opt. Exp. 2013. V. 21. № 26. P. 32071–32085.
14. Roarke Horstmeyer R., Athale R., Euliss G. Modified light field architecture for reconfigurable multimode imaging // Proc. SPIE. 2009. V. 7468. P. 746804-1–746804-9.
15. Millerd J., Brock N., Hayes J., North-Morris M., Novak M., Wyant J. Pixelated phase-mask dynamic interferometer // Proc. SPIE. 2004. V. 5531. P. 304–314.

16. Brock N., Kimbrough B., Millerd J. A pixelated polarizer-based camera for instantaneous interferometric measurements // Proc. SPIE. 2011. V. 8160. Р. 81600W-1.
17. Tyo J.S., LaCasse C.F., Ratliff B.M. Total elimination of sampling errors in polarization imagery obtained with integrated microgrid polarimeters // Opt. Lett. 2009. V. 34. № 20. P. 3187–3189.
18. Hardie R., LeMaster D., Ratliff B. Super-resolution for imagery from integrated microgrid polarimeters // Opt. Exp. 2011. V. 19. № 14. P. 12937–12960.
19. LeMaster D., Hirakawa K. Improved microgrid arrangement for integrated imaging polarimeters // Opt. Lett. 2014. V. 39. № 7. P. 1811–1814.
20. Sarkissian H., Serak S.V., Tabiruan N.V., Glebov L.B., Rotar V., Zeldovich B.Y. Polarization-controlled switching between diffraction orders in transverse-periodically aligned nematic liquid crystals // Opt. Lett. V. 31. № 15. P. 2248–2250.
21. Nersisyan S.R., Tabiryan N.V., Hoke L., Steeves D.M., Kimball B. Polarization insensitive imaging through polarization gratings // Opt. Exp. 2009. V. 17. № 3. P. 1817–1830.
22. Oh C., Escuti M.J. Achromatic diffraction from polarization gratings with high efficiency // Opt. Lett. 2008. V. 33. № 20. P. 2287–2289.
23. Kudenov M.W., Escuti M.J., Dereniak E.L., Oka K. White-light channeled imaging polarimeter using broadband polarization gratings // Appl. Opt. 2011. V. 50. № 15. Р. 2283–2293.
24. Oka K., Kato T. Spectroscopic polarimetry with a channeled spectrum // Opt. Lett. 1999. V. 24. № 21. P. 1475–1477.
25. Oka K., Kaneko T. Compact complete imaging polarimeter using birefringent wedge prisms // Opt. Exp. 2003. V. 11. № 13. P. 1510–1519.
26. Kudenov M.W., Hagen N.A., Dereniak E.L., Gerhart G.R. Fourier transform channeled spectropolarimetry in the MWIR // Opt. Exp. 2007. V. 15. № 20. P. 12792–12805.
27. van Harten G., Snik F.R., Rietjens J.H.H., Martijn S.J., Keller C.U. Spectral line polarimetry with a channeled polarimeter // Appl. Opt. 2014. V. 53. № 19. P. 4187–4194.
28. Byrne C.L., Graham-Eagle J. Image iterative reconstruction algorithms based on cross-entropy minimization // Proc. SPIE. 1992. V. 1767. P. 83–92.
29. Miles B.H., Kim B. Non-scanning computed tomography imaging spectropolarimeters (NS-CTISP): Design and calibration // Proc. SPIE. 2004. V. 5432. P. 155–166.
30. Oh C., Escuti M.J. Numerical analysis of polarization gratings using the finite-difference time-domain method // Phys. Rev. A. 2007. V. 76. P. 043815-1–043815-8.
31. Johnson W., O’Connel D., Dereniak E., Hege E.K. Novel calibration recovery technique for an expectation maximization tomographic reconstruction // Opt. Eng. 2004. V. 43. № 1. P. 10–11.
32. Kim J., Escuti M.J. Snapshot imaging spectropolarimeter utilizing polarization gratings // Proc. SPIE. 2008. V. 7086. P. 708603–708613.
33. Kim J., Escuti M.J. Demonstration of polarization grating imaging spectropolarimeter (PGIS) // Proc. SPIE. 2010. V. 7672. P. 767208–767217.