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在目标探测中，光学偏振遥感信息能够有效表征人工目标特征，将目标从杂乱自然背景中提取出来，增强目标识别能力。为实现运动目标的高精度探测，要求探测系统具有同时偏振探测能力。在仪器研制时，四分束偏振分析组件通过对光的偏振分束调制，可以实现运动目标的实时高精度测量。 主要对偏振探测系统的核心部件—四分束偏振分析组件进行了研究。讨论了偏振光及偏振光学元件米勒矩阵的相关理论，给出了四分束偏振分析组件的传输矩阵。采用数值仿真和实验相结合的方法分析了偏振分析组件中各偏振元件光学特性及其对偏振探测精度的影响，其中光学特性主要包括部分偏振分束棱镜分束比的选择、二分之一波片及四分之一波片的方位角精度及部分偏振分束棱镜的分束比精度问题。结果表明，若使最大偏振测量偏差低于2％，部分偏振分束棱镜的分束比误差应控制在±0.5％之内，二分之一波片的安装角度误差应控制在±0.5°之内。此外当四分之一波片的安装角度误差在±2°之内时，对偏振测量精度的影响很小，可被忽略。 本文还对四分束偏振分析组件进行了偏振定标和有效性验证实验，通过多点定标法获得了组件的非奇异传输矩阵。偏振定标精度验证结果分析表明，在工作波段，通过设计四分束偏振分析组件光学参数，及控制部分偏振分束棱镜加工精度，可以满足高精度偏振探测应用需求。本文关于四分束偏振分束组件光学特性及传输矩阵研究方法及得到的结果，可以直接应用于同时偏振成像探测系统的研制。