具体实施方式

本发明采用的技术解决方案：

多维度红外成像系统主要由偏振成像子系统、合像子系统、光谱分选子系统及探测装置四部分组成。所述的偏振成像子系统由4个等大小的孔径光阑，4个偏振方向不同的偏振片，成像物镜及一体化的场镜组成，可以实现对红外辐射光场偏振分孔径成像的功能；所述的合像子系统可以实现将偏振方向不同的四幅中间像耦合到焦平面探测器上的功能，系统设定一定的放大倍率(例如0.5)；所述的光谱分选子系统的核心是一个旋转式滤光片，可以实现频域多光谱成像的功能；所述的探测装置选取制冷型红外焦平面探测器，可以实现对红外辐射光场的高灵敏度探测的功能。

所述的偏振成像子系统的光学设计中，通过一体化的场镜偏折光线，实现了像方远心光路，解决了光学系统后续的光瞳衔接问题。将每个偏振片在各自的子通道中倾斜一定的角度放置，解决了偏振片表面高反射率所带来的冷反射问题。

所述的合像子系统为了与偏振成像子系统进行光瞳匹配，采用了物方远心结构，系统的物高设计为偏振成像子系统的像高。优化设计过程中，通过控制光线在光阑上的高度，满足了系统100％的冷阑效率。

所述的光谱分选子系统的核心是在空间中合理排布的多个不同波段的滤光片(如4个)，并将滤光片放置于合像子系统的第一像面处。为了校正系统的色差、减小系统的热差，光路系统采用了硅、锗、硫化锌等合适的材料进行搭配。

本发明的优点在于：

此多维度红外成像系统将偏振分孔径成像与多光谱成像有机地融合在一起，同时获取目标物的偏振特性与光谱特性，有效提高了在复杂环境下获取清晰目标的可靠度。

单个探测器实现四通道探测，并保证了像面的一致性。本发明中四路通道的红外辐射光场分别成像在探测器的四个不同的位置上，不但保证了图像充满探测面且达到了四副图像保持一致的目的。

本系统采用二次成像结构，将偏振成像子系统的出瞳以一定倍率再次成像在探测器的冷光阑处。同时，偏振成像子系统采用了像方远心光路的设计，合像子系统采用了物方远心光路的设计，整体光学系统实现了光瞳匹配，保证了冷光阑100％的效率，隔离了非场景内的额外热辐射。

下面结合附图，对本发明进行详细描述。

如图1所示，本发明多维度红外成像系统将偏振分孔径成像技术与多光谱成像技术有机地结合。在本光学系统中，目标与背景的红外辐射光场首先通过4个大小相等的孔径光阑分为4个通道进行传播，在各个通道内分别经过以不同角度放置的偏振片后进行一次成像；然后再通过旋转式滤光片选择特定的波段以一定的放大倍率(例如0.5)二次成像在红外探测器上。

如图2所示，本发明多维度红外成像系统主要由偏振成像子系统、合像子系统、光谱分选子系统和探测装置四部分组成。

本发明的偏振成像子系统由4个等大小的孔径光阑，4个偏振方向不同的偏振片，成像物镜及一体化的场镜组成，系统设定的F数与制冷型探测器相匹配，入瞳直径设计的足够大以保证红外辐射光场尽可能多地入射到光学系统中，子系统所成的四幅中间像的高度相等。如图2所示，偏振成像子系统通过一体化的场镜偏折光线，实现了像方远心光路。如图3所示，将各个通道中的偏振片以一定的角度倾斜放置，解决了偏振片高反射率所带来的冷反射问题。

如图2所示，本发明的合像子系统通过设置物方远心光路，实现了偏振成像子系统与合像子系统的光瞳匹配；通过设置一定的系统放大率，使偏振成像子系统的光阑与后续冷阑的高度满足入瞳与出瞳的物象关系，从而控制光线在冷阑上的高度，满足了系统的100％的冷阑效率。

本发明中偏振成像子系统的关键部件—四路偏振片及一体化场镜，如图4所示。

如图5所示，本发明的光谱分选子系统在各子系统中分别添加了不同波段的滤光片，并将滤光片放置于合像子系统的第一面处。

本发明的探测装置采用制冷型红外焦平面探测器。探测器等分为4个部分，每部分的入瞳直径与之前的系统光路实现光瞳匹配。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。