随着偏振光学研究与应用的逐渐深入,利用偏振特性进行目标探测成为研究人员日益关注的方向。偏振探测技术的发展使得越来越多的偏振探测系统被开发出来,并在遥感探测、大气气溶胶分析、识别伪装、昏暗目标探测、生物探测等领域有很广泛的应用。其中,分振幅式全偏振成像系统因其实时性好,能量利用率高被作为研究重点,分振幅式全偏振成像探测系统一般利用分光棱镜等结合多个CCD相机组成多路通道,各通道放置不同偏振元件来获取偏振信息。但由于多通道光路结构之间存在加工误差,光学器件不理想等会造成各通道的光传输存在细微差异,导致探测系统探测目标偏振信息不准确。所以,探测系统的精确标定对目标偏振信息的探测起着至关重要的作用。目前研究者们对分振幅式成像探测系统标定较多采用的是四点定标法和多点定标法,但这些方法大都对标定系统引入的误差考虑不全,甚至忽略,如经偏振调制单元调制后的偏振光被当做理想入射光用于探测系统的标定,从而导致标定完成后探测系统的穆勒矩阵中包含标定系统引入的误差,对偏振探测精度有较大的影响。针对标定系统中偏振光源误差和探测系统自身误差的超多影响因素的强耦合问题,本文提出采用一种非线性最小二乘拟合标定方法对分振幅式全偏振成像探测系统进行标定。标定实验结果表明探测系统经该方法标定后,偏振角探测误差小于0.2°,线偏振度探测误差小于2.5%,圆偏振度探测误差小于3.5%,证明了非线性最小二乘拟合法可以很好地应用于分振幅式全偏振成像探测系统的标定。本文的主要研究内容如下:(1)分析分振幅式全偏振成像探测系统的结构与原理,设计搭建了一种标定系统。(2)对分振幅式全偏振成像探测系统及标定系统存在的误差进行了详细的分析,并对四通道成像像素偏移误差、CCD相机灰度响应不一致、偏振片和1/4波片安装角度偏差、探测系统光学器件精度误差及标定系统引入的误差提出了标定方案。(3)分析了多点定标法与非线性最小二乘拟合法的优点和难点,利用两种方法对分振幅式全偏振成像探测系统进行了标定,分析标定后的探测精度,比较了误差因素对不同标定方法精度的影响。(4)利用线偏振光和圆偏振光对标定前后的探测系统进行精度对比验证实验,对比结果表明非线性最小二乘法相对多点定标法的探测精度有更显著的提升,证明了非线性最小二乘拟合法在分振幅式全偏振探测系统标定过程中的可应用性。