与传统强度成像系统相比,偏振成像系统不仅可以获取目标强度信息,而且可以获得目标辐射的偏振信息,增强目标与背景的对比度,提高目标探测和识别的能力。因此,近几年来偏振成像技术得以迅速发展,在军事和民用中得到广泛应用。为了测量运动目标并实现完全Stokes偏振成像,同时偏振成像方法被提出,成为实时测量目标偏振信息的关键技术。本文通过研究斯托克斯偏振成像方法,分析对比当前几种常见的偏振成像系统,基于完全偏振成像方法和孔径分割技术,设计了共口径四通道阵列偏振激光接收光学系统。系统采用四通道阵列结构,每个偏振通道获取目标不同偏振分量的强度图像,从而实现同时偏振成像。系统焦距为300mm,F数为2,工作波长为1.06μm。系统整体优化后,调制传递函数在空间频率611p/mm处高于0.4,接近衍射极限,点列斑均方根半径在各视场内均小于像元尺寸。当偏振成像系统对远距离目标成像时,会受到大气湍流的影响,使激光在传输过程中产生波前畸变,若不校正,在光学系统的像面上将生成一个模糊和晃动的目标像。为此,本文在已设计的共口径四通道阵列偏振激光接收光学系统基础上,引入自适应补偿技术,将闭环自适应系统匹配到光学系统中,设计了四通道阵列偏振成像自适应光学系统。光学系统的设计焦距为364mm, F数为2.5,工作波长为1.06μm,半视场角为±0.3°,MTF曲线接近衍射极限,点列图各视场像点都集中在单个探测器范围内。设计结果表明,两个系统成像性能均接近衍射极限,满足指标要求。