激光偏振探潜关键技术研究

发布时间：2021-09-29 17:21

　　本文以偏振光对水下目标探测与识别为研究目的,基于不同材质物体的偏振特性不同的原理,对激光偏振探潜的关键技术展开研究。在论述并对比偏振探测国内外发展进程及现状的同时,总结了可能影响激光偏振探潜的海洋光学参数和散射参数。在此基础上,研究并分析了几种偏振光的数学描述方法和偏振态的测量方法,在Stokes矩阵表示法和分振幅法基础上,提出了一种新型的水下目标反射光偏振信息的获取方案,通过对方案中的工作原理和实现步骤的描述、系统的搭建,激光传输衰减能量的分析,完成了激光偏振探潜关键技术的研究。应用ZEMAX软件完成系统中的光学设计部分,使之达到系统测试要求。利用LightTools软件对海水中的散射进行仿真模拟,通过模拟出的数据得出结论。最后,在实验室中模拟10 m深度的海洋条件并搭建系统,对研制出的设备进行主要性能测试。实验结果表明,本文提出的方案能够较好地满足课题需求。本文的结论和研究成果,对激光水下探测工作提供了一定的理论基础和实验验证。 

【文章来源】：长春理工大学吉林省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

SHRIMP相机及外壳[10]

23图 3.3 探测设备位置图3.3 Stokes 参量测量关键技术Stokes 参量的测量方法按照性质可以分为两大类：调制法测量和分光法测量。传统的测量 Stokes 参量的方法是分时调制测量，即入射光通过一系列的检测元件（如起偏器，检偏器和相位延迟器等），通过机械旋转或电控调制的手段改变检测元件的位置或状态。如图 3.4 所示，机械调制法是利用旋转波片来检测 Stokes 参量，让待测光束通过准直透镜 L1，波片 W，检偏器 A，聚光透镜 L2，再由探测器 D 接收

25图 3.9 本文分振幅 Stokes 参量探测系统示意图测设备中前面为光学系统透镜组，起到调整光路，矫正像差的作用，后面放置棱镜，将光束分为两个相互垂直的方向，在分光棱镜的两个分光光路上按照位置摆放两个偏振分光棱镜，最后在每个偏振分光棱镜的两个分光光路后分别探测器，测量接收到的光强度。空间中立体分布如图 3.9 所示，当反射光携带物体的偏振信息经过前面的光学系统后，进入分光棱镜，此时被分为两束光，中偏振信息不变，每一束光再次经过后面的偏振分光棱镜，分别得到了0°，45

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]基于压缩感知理论的水下成像技术和图像压缩编码技术研究[D]. 吕沛.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2012

硕士论文
[1]基于Monte Carlo方法的水下探测研究[D]. 蔡高航.北京交通大学 2017
[2]基于偏振信息的主动激光水下目标成像探测研究[D]. 陶海鹏.南京理工大学 2011



本文编号：3414130