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光是振動平面和其傳播方向互相垂直的橫波，具有傳播方向、強度、波長和偏振等諸多特性。偏振光分為完全偏振光和部分偏振光，其中完全偏振光又分為圓偏振光和線偏振光。當光穿透偏振濾光片時，只有沿著某一個特定振動方向傳播的光可以通過，其他振動方向的光要么被吸收，要么被反射，此時透射光成為完全的線偏振光。

 

偏振相機通過加入一層偏振片在傳感器的二極管上方，允許四個方向的光波同時透過，芯片可檢測其強度和偏振角。以下是偏振成像的基本原理：

 

偏振光學成像主要是通過拍攝多幅（一般三幅或四幅）經不同檢偏器調制后的強度圖像，并進行偏振信息提取來實現的。對于線掃描偏振相機，其工作原理是，將納米線微偏振器濾光片置于硅（Si）上，在前三個線陣上分別定義0°（S）、135°和90°（P）偏振態。第四個數組是一個未經過濾的通道，它記錄傳統的未經過濾的圖像。電場方向垂直于納米線振蕩方向的光將會穿過濾光片，而平行于納米線振蕩方向的光將會被濾除。當線掃描相機用反射結構與腹板成一定角度安裝時，0°通道傳輸s偏振光（偏振方向垂直于入射平面），而90°通道傳輸p偏振光（偏振方向平行于入射平面）。

 

偏振相機通常包括線性偏振相機和圓偏振相機兩種類型：

 

線性偏振相機：通過旋轉偏振片來測量不同方向上的偏振光強度。

 

圓偏振相機：利用圓偏振光在物體表面反射后變為橢圓偏振或線性偏振的特性來獲取信息。