为满足中波红外高空间分辨率偏振干涉测量需求, 本文提出一种基于微型静态干涉原理的中波红外线偏振干涉成像系统。该系统不含狭缝, 具有信息量多, 光通量大等优点。介绍了线偏振干涉成像系统的工作原理, 采用近轴光学理论计算了初始结构参数, 进行了系统优化设计。分析了入射光分别为完全非偏振光和线偏振光时系统的透过率, 给出了系统所能探测的最小辐射强度。为了降低探测器强度的随机波动对偏振测量的影响, 采用等权重方差优化了系统的偏振测量矩阵, 并通过数值仿真验证了方法的正确性。最后, 分析了偏振片的旋转误差对偏振测量的影响, 给出了偏振探测精度为2%时的偏振片旋转公差容限。设计结果表明: 傅立叶变换型线偏振干涉成像系统成像质量良好, 在探测器的特征频率17 lp/mm处, 各视场的调制传递函数值均大于06, 满足系统的使用需求。

为了避免传统针孔式点衍射干涉仪中干涉成像系统所带来的误差, 提出一种无镜成像算法, 无需干涉成像系统, 从 CCD直接采集得到的干涉图复原求解被测件面形。基于平面波角谱理论构建虚拟物像共轭关系, 由CCD处直接采集到的干涉图反演至被测件共轭位置的干涉图。仿真与实验结果表明, 提出的无镜成像算法可以有效消除干涉图边缘衍射和中心衍射条纹, 同时抑制相干噪声。采用无镜成像方法可以避开干涉成像系统的设计与加工难度, 有效地保证针孔式点衍射干涉仪的测量准确度。