本發(fā)明屬于航天光學遙感器，特別涉及一種超透鏡偏振成像焦面耦合工藝，可應(yīng)用于需要偏振成像的航天相機。

背景技術(shù)：

1、超透鏡是一種由超表面構(gòu)成的平面光學器件，由特定形狀、尺寸排列的亞波長結(jié)構(gòu)對電磁波振幅、相位、偏振、光譜等特性進行精確調(diào)控,具有設(shè)計靈活、質(zhì)量小、平面化及結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點。它可以被現(xiàn)有的微電子加工技術(shù)制造，能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)大而復雜的光學系統(tǒng)的集成化和平面化，具有極好的應(yīng)用前景。偏振成像探測技術(shù)除能獲取目標的傳統(tǒng)成像信息外，還能獲取目標的偏振信息，對隱身、偽裝、虛假目標具有很強的識別能力，對霧霾、煙塵、沙塵等惡劣環(huán)境下的目標具有很強的探測能力。

2、傳統(tǒng)的相機一般在遙感器光學系統(tǒng)中設(shè)計偏振片或在探測器的濾光片上鍍偏振膜，通過偏振圖像采集處理電路處理實現(xiàn)相機的偏振成像。偏振成像技術(shù)對偏振片或濾光片上偏振膜的偏振效果一般通過理論公式測算得到，難以直接測量，偏振效果測定存在偏差，對目標探測能力或識別能力產(chǎn)生不利影響。采用超透鏡作為偏振片，偏振效果可調(diào)，且通過光學測試能夠直觀測定偏振效果。超透鏡應(yīng)用于相機的偏振成像，需要超透鏡陣列中單元結(jié)構(gòu)與探測器像元完全一一對應(yīng)。然而，單元結(jié)構(gòu)和像元尺寸極小(微納米級別)，超透鏡與探測器安裝時兩者的對應(yīng)存在極大難度。因而，有必要開展超透鏡偏振成像耦合工藝研究，涉及探測器焦面與超透鏡結(jié)構(gòu)測量表征、對準耦合設(shè)計等。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明人進行了銳意研究，提供了一種超透鏡偏振成像焦面耦合工藝，該工藝方法通過控制超透鏡與探測器的x、y向位置及z向的距離使超透鏡陣列中單元結(jié)構(gòu)與探測器像元對準耦合。

2、本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

3、第一方面，一種偏振成像組件，包括超透鏡框、超透鏡墊片、超透鏡和探測器，超透鏡框用于支撐超透鏡墊片和超透鏡，其上開設(shè)避讓超透鏡陣列的通光區(qū)域；超透鏡墊片固定在超透鏡框上，避讓超透鏡陣列的通光區(qū)域，支撐固定超透鏡，長度與超透鏡長度一致；超透鏡上光刻有確定形狀、尺寸排列的單元結(jié)構(gòu)以形成超透鏡陣列；超透鏡框、超透鏡墊片和超透鏡構(gòu)成超透鏡組件，與探測器組裝后形成偏振成像組件，超透鏡的單元結(jié)構(gòu)與探測器像元一一對應(yīng)耦合，光線通過超透鏡后將光線轉(zhuǎn)換成不同角度光路與探測器相應(yīng)像元耦合，實施探測器的偏振成像。

4、結(jié)合第一方面，所述探測器與超透鏡框間安裝有調(diào)整墊片，采用緊固件將探測器、調(diào)整墊片及超透鏡組件固連，通過調(diào)整墊片厚度調(diào)整探測器與超透鏡的z向距離。

5、第二方面，一種超透鏡偏振成像焦面耦合工藝，包括：

6、根據(jù)線陣探測器像元區(qū)面形，修磨超透鏡墊片的粘接面；

7、將修磨后的超透鏡墊片、超透鏡框和超透鏡組裝，形成超透鏡組件；

8、將超透鏡組件裝配在長線陣探測器拼接裝置的運動平臺上，調(diào)整超透鏡組件在運動平臺上的位置和高度，使超透鏡陣列區(qū)域的長短邊與長線陣探測器拼接裝置運動平臺水平面上的運動軸平行；

9、在探測器與超透鏡框間安裝調(diào)整墊片，通過緊固件將探測器、調(diào)整墊片及超透鏡組件固連；

10、調(diào)整探測器的安裝位置和高度，使探測器與超透鏡的標識位置滿足預設(shè)位置關(guān)系，實施超透鏡陣列中單元結(jié)構(gòu)與探測器像元的對準耦合。

11、結(jié)合第二方面，所述根據(jù)線陣探測器像元區(qū)面形，修磨超透鏡墊片的粘接面的步驟中，采用紅外干涉儀測試線陣探測器像元區(qū)面形，依據(jù)線陣探測器像元區(qū)面形修磨超透鏡墊片的粘接面，使超透鏡墊片粘接面的面形與線陣探測器像元區(qū)面形趨勢走向相同。

12、結(jié)合第二方面，所述超透鏡陣列區(qū)域為矩形區(qū)域，其內(nèi)陣列排布有單元結(jié)構(gòu)，陣列區(qū)域兩條短邊延伸方向定義為y軸方向，兩短邊上對稱光刻有至少兩對標識點，且其中兩對標識點為長短邊交點，陣列區(qū)域長邊方向定義為x軸方向，每條長邊外側(cè)沿x軸方向光刻有一排測試點，每排測試點與相近的長邊距離相等。

13、結(jié)合第二方面，所述將修磨后的超透鏡墊片、超透鏡框和超透鏡組裝，形成超透鏡組件的步驟中，超透鏡墊片粘接面的修磨起終點與超透鏡兩側(cè)長短邊相交處標識點對應(yīng)，將偏振片墊片固定在偏振片框上，對超透鏡墊片的粘接面均勻涂抹膠層，超透鏡放置在超透鏡墊片的粘接面上，使超透鏡表面與線陣探測器像元區(qū)面形趨勢走向相同。

14、結(jié)合第二方面，所述調(diào)整超透鏡組件在運動平臺上的位置和高度，使超透鏡陣列區(qū)域的長短邊與長線陣探測器拼接裝置運動平臺水平面上的運動軸平行的步驟，包括：

15、采用長線陣探測器拼接裝置對超透鏡上至少四個不共線的標識點對焦，確定四個標識點的z向坐標值，若z向坐標一致，則超透鏡z向無需調(diào)整；若z向坐標不一致，則通過在超透鏡組件與過渡工裝之間適當位置放置調(diào)節(jié)墊片，使該至少四個標識點z向共面，完成超透鏡z向調(diào)整。

16、結(jié)合第二方面，所述調(diào)整超透鏡組件在運動平臺上的位置和高度，使超透鏡陣列區(qū)域的長短邊與長線陣探測器拼接裝置運動平臺水平面上的運動軸平行的步驟，包括：

17、移動長線陣探測器拼接裝置的x軸導軌，利用光學系統(tǒng)對超透鏡上任意一排測試點對焦，確定測試點的y向坐標值，調(diào)整超透鏡組件的位置，至測試點的y向坐標值一致，使超透鏡x軸與長線陣探測器拼接裝置的x軸導軌平行，相應(yīng)超透鏡y軸與長線陣探測器拼接裝置的y軸導軌平行；若超透鏡測試點的y向坐標自始即一致，則無需調(diào)整超透鏡組件。

18、結(jié)合第二方面，所述調(diào)整探測器的安裝位置和高度，使探測器與超透鏡的標識位置滿足預設(shè)位置關(guān)系，實施超透鏡陣列中單元結(jié)構(gòu)與探測器像元的對準耦合的步驟，包括：

19、采用長線陣探測器拼接裝置分別對超透鏡長短邊相交處標識點對焦，然后對探測器像元區(qū)角點處像元對焦，獲取標識點與像元的z向坐標差值；通過調(diào)節(jié)墊片的厚度，補償探測器與超透鏡的z向距離差異，使超透鏡與探測器各點之間的z向距離值相等；若z向坐標差值自始即一致，則無需對探測器進行z向調(diào)整。

20、結(jié)合第二方面，所述調(diào)整探測器的安裝位置和高度，使探測器與超透鏡的標識位置滿足預設(shè)位置關(guān)系，實施超透鏡陣列中單元結(jié)構(gòu)與探測器像元的對準耦合的步驟，包括：

21、移動長線陣探測器拼接裝置的x軸導軌和y軸導軌，采用長線陣探測器拼接裝置測定超透鏡長短邊相交處標識點的x軸和y軸坐標及探測器像元區(qū)角點處的x軸和y軸坐標，調(diào)整探測器位置，使超透鏡長短邊相交處標識點與探測器像元區(qū)角點滿足預設(shè)相對位置關(guān)系；該相對位置關(guān)系為利用超透鏡單元結(jié)構(gòu)區(qū)域及探測器像元區(qū)形狀及尺寸仿真得到。

22、根據(jù)本發(fā)明提供的一種超透鏡偏振成像焦面耦合工藝，具有以下有益效果：

23、(1)本發(fā)明提供的一種超透鏡偏振成像焦面耦合工藝，采用超透鏡與探測器結(jié)合，超透鏡作為偏振片，偏振效果可調(diào)，且通過光學測試能夠直觀測定偏振效果，利于提高對目標探測能力或識別能力；

24、(2)本發(fā)明提供的一種超透鏡偏振成像焦面耦合工藝，超透鏡組件在長線陣探測器拼接裝置的運動平臺上的點位調(diào)整，探測器在超透鏡組件上的調(diào)整，通過該兩級調(diào)整，實現(xiàn)控制超透鏡與探測器的x、y向位置及z向的距離使超透鏡陣列中單元結(jié)構(gòu)與探測器像元對準耦合；該方法可操作性強，對準耦合效果好，便于推廣。