本文以偏振光對水下目標(biāo)探測與識別為研究目的,基于不同材質(zhì)物體的偏振特性不同的原理,對激光偏振探潛的關(guān)鍵技術(shù)展開研究。在論述并對比偏振探測國內(nèi)外發(fā)展進(jìn)程及現(xiàn)狀的同時(shí),總結(jié)了可能影響激光偏振探潛的海洋光學(xué)參數(shù)和散射參數(shù)。在此基礎(chǔ)上,研究并分析了幾種偏振光的數(shù)學(xué)描述方法和偏振態(tài)的測量方法,在Stokes矩陣表示法和分振幅法基礎(chǔ)上,提出了一種新型的水下目標(biāo)反射光偏振信息的獲取方案,通過對方案中的工作原理和實(shí)現(xiàn)步驟的描述、系統(tǒng)的搭建,激光傳輸衰減能量的分析,完成了激光偏振探潛關(guān)鍵技術(shù)的研究。應(yīng)用ZEMAX軟件完成系統(tǒng)中的光學(xué)設(shè)計(jì)部分,使之達(dá)到系統(tǒng)測試要求。利用LightTools軟件對海水中的散射進(jìn)行仿真模擬,通過模擬出的數(shù)據(jù)得出結(jié)論。最后,在實(shí)驗(yàn)室中模擬10 m深度的海洋條件并搭建系統(tǒng),對研制出的設(shè)備進(jìn)行主要性能測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的方案能夠較好地滿足課題需求。本文的結(jié)論和研究成果,對激光水下探測工作提供了一定的理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

SHRIMP相機(jī)及外殼[10]

23圖 3.3 探測設(shè)備位置圖3.3 Stokes 參量測量關(guān)鍵技術(shù)Stokes 參量的測量方法按照性質(zhì)可以分為兩大類：調(diào)制法測量和分光法測量。傳統(tǒng)的測量 Stokes 參量的方法是分時(shí)調(diào)制測量，即入射光通過一系列的檢測元件（如起偏器，檢偏器和相位延遲器等），通過機(jī)械旋轉(zhuǎn)或電控調(diào)制的手段改變檢測元件的位置或狀態(tài)。如圖 3.4 所示，機(jī)械調(diào)制法是利用旋轉(zhuǎn)波片來檢測 Stokes 參量，讓待測光束通過準(zhǔn)直透鏡 L1，波片 W，檢偏器 A，聚光透鏡 L2，再由探測器 D 接收

25圖 3.9 本文分振幅 Stokes 參量探測系統(tǒng)示意圖測設(shè)備中前面為光學(xué)系統(tǒng)透鏡組，起到調(diào)整光路，矯正像差的作用，后面放置棱鏡，將光束分為兩個(gè)相互垂直的方向，在分光棱鏡的兩個(gè)分光光路上按照位置擺放兩個(gè)偏振分光棱鏡，最后在每個(gè)偏振分光棱鏡的兩個(gè)分光光路后分別探測器，測量接收到的光強(qiáng)度。空間中立體分布如圖 3.9 所示，當(dāng)反射光攜帶物體的偏振信息經(jīng)過前面的光學(xué)系統(tǒng)后，進(jìn)入分光棱鏡，此時(shí)被分為兩束光，中偏振信息不變，每一束光再次經(jīng)過后面的偏振分光棱鏡，分別得到了0°，45

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]四通道陣列偏振成像自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 高明,王川,劉鈞,呂宏.  激光與紅外. 2016(06)
[2]分時(shí)偏振成像系統(tǒng)中光束偏離的補(bǔ)償方法研究[J]. 侯俊峰,吳太夏,王東光,鄧元勇,張志勇,孫英姿.  物理學(xué)報(bào). 2015(06)
[3]基于強(qiáng)度調(diào)制/直接探測系統(tǒng)的偏振解復(fù)用方法[J]. 周馨雨,閆連山,易安林,陳智宇,潘煒,羅斌.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2014(12)
[4]矩陣光學(xué)中的瓊斯矩陣方法與其在偏振光中的應(yīng)用[J]. 何啟浩.  西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(05)
[5]國外偏振成像軍事應(yīng)用的研究進(jìn)展(上)[J]. 段錦,付強(qiáng),莫春和,祝勇,丁瑩,楊帆,姜會林.  紅外技術(shù). 2014(03)
[6]光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中降低公差靈敏度的方法[J]. 張遠(yuǎn)健,唐勇,王鵬,李英超,朱大略,孫浩,柴利飛,陳寶瑩.  光電工程. 2011(10)
[7]條紋管激光成像雷達(dá)水下探測成像研究進(jìn)展[J]. 孫劍峰,郜鍵,魏靖松,王騏.  紅外與激光工程. 2010(05)
[8]基于偏振成像和圖像融合的目標(biāo)識別技術(shù)[J]. 王新,王學(xué)勤,孫金祚.  激光與紅外. 2007(07)
[9]基于偏振特征的圖像增強(qiáng)算法[J]. 都安平,趙永強(qiáng),潘泉,張惠娟.  計(jì)算機(jī)測量與控制. 2007(01)
[10]激光在水下傳輸過程中退偏的蒙特卡羅模擬[J]. 夏珉,楊克成,許德勝,劉啟忠.  激光技術(shù). 2005(01)

博士論文
[1]基于壓縮感知理論的水下成像技術(shù)和圖像壓縮編碼技術(shù)研究[D]. 呂沛.中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所) 2012

碩士論文
[1]基于Monte Carlo方法的水下探測研究[D]. 蔡高航.北京交通大學(xué) 2017
[2]基于偏振信息的主動激光水下目標(biāo)成像探測研究[D]. 陶海鵬.南京理工大學(xué) 2011



本文編號：3414130