激光水下目標(biāo)偏振探測技術(shù)將光的偏振特性融入水下目標(biāo)的探測識別中,相比于傳統(tǒng)的強度探測,探測距離更深,并且能有效的克服水下噪聲的干擾,是一種精準(zhǔn)、高速的探測手段。設(shè)計該技術(shù)的啟發(fā)是在對光的偏振特性進(jìn)行研究時,發(fā)現(xiàn)由于目標(biāo)表面結(jié)構(gòu)、組成材料、表面粗糙度不同,反射光的偏振度是不同的,可以根據(jù)這一特性,來區(qū)分出水下目標(biāo)。結(jié)合光電探測技術(shù),采用分振幅法測量偏振度,光電探測器接收到富含偏振信息的電信號經(jīng)過信號調(diào)理電路處理后,通過專用數(shù)據(jù)采集芯片ADuC831進(jìn)行AD采樣并將數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機。最后通過LabVIEW所搭建的上位機軟件進(jìn)行程控,對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、處理、顯示。根據(jù)上述理論設(shè)計出的探測系統(tǒng)在實驗室進(jìn)行了初步驗證,在水下同樣深度,對鐵、塑料、水草三種目標(biāo)進(jìn)行探測時,發(fā)現(xiàn)鐵的反射光偏振度大于塑料大于水草,可以根據(jù)偏振度的不同區(qū)分出目標(biāo)。在加深探測深度后,上述結(jié)論依然成立,并且探測深度對反射光的偏振特性影響極其微弱。理論完全可行,滿足初步探測要求。但是還需要進(jìn)行大量外場實驗獲得更多目標(biāo)的偏振度來建立水下目標(biāo)的偏振數(shù)據(jù)庫,增強探測系統(tǒng)的識別能力。 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

光波的傳播

IDOP= 也可以表示為:( ) ( ) 090245135209022IIIIIIIQUDOP+ + =+=斯參量的測量方法的探測系統(tǒng)選取斯托克斯矢量描述法對反射光的偏振信息進(jìn)行光的 DOP，實現(xiàn)對目標(biāo)的識別。查閱資料可知斯托克斯參量一種是偏振光調(diào)制法，另一種是分振幅法。調(diào)制法主要用于穩(wěn)振幅法則更適應(yīng)于對脈沖光束的測量。調(diào)制法制法是通過調(diào)節(jié)檢測光學(xué)器件，周期性的改變?nèi)肷涔獾钠駹钸M(jìn)行計算得到斯托克斯參量。實驗原理如下圖：

32S00cos20θ節(jié)1θ 和2θ ，可以獲得幾組不同角度的光強值 ( )12I θ ,θ，如下：( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( 0103001030S21SSI135,13521SSI0,1352190,90S21SSI45,4521SSI0,4521,0= =+==+= =+ 上 6 個角度的光強，即可計算得到激光器發(fā)射激光的斯托克斯幅法法是利用直角分光棱鏡對來自光學(xué)系統(tǒng)鏡頭組會聚的反射光的偏振光，再利用偏振分光棱鏡對來自直角棱鏡的光進(jìn)行兩為四束，入射到光電探測器上。在對光束進(jìn)行分束時，將一安裝，當(dāng)激光入射后，就可以同時接收來自 0 度，45 度，的偏振光，通過同時解算出四個探測器的能量關(guān)系，利用斯，V，獲得偏振度 DOP[19-20]。原理如圖 2.4 所示：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]機載激光測深技術(shù)及其研究進(jìn)展[J]. 劉焱雄,郭鍇,何秀鳳,徐文學(xué),馮義楷.  武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2017(09)
[2]微弱激光能量監(jiān)測系統(tǒng)的研究[J]. 王奇,王曉曼,趙海麗,劉鵬,李志剛,張立媛.  長春理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(02)
[3]積分運算電路的設(shè)計方法[J]. 任駿原,李春然.  吉林大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2014(03)
[4]紅外偏振成像探測技術(shù)及應(yīng)用研究[J]. 姜會林,付強,段錦,張立中,李英超,張肅.  紅外技術(shù). 2014(05)
[5]一種高精度寬帶可編程增益放大器設(shè)計[J]. 謝祎,衛(wèi)寶躍,張海英.  微電子學(xué)與計算機. 2013(10)
[6]光電轉(zhuǎn)換放大電路的設(shè)計[J]. 王磊,趙冬娥,黨浩淮.  伺服控制. 2013 (04)
[7]多光譜偏振探測對偽裝目標(biāo)的識別研究[J]. 王啟超,趙大鵬,汪家春,陳宗勝,王科偉,陳斌.  光電工程. 2013(03)
[8]基于紅外偏振成像的目標(biāo)檢測技術(shù)[J]. 白玉棟.  紅外. 2013(03)
[9]基于光照強度的PIN光電二極管響應(yīng)時間分析[J]. 初寧,曹立軍,黃威.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2013(01)
[10]激光測距中微弱激光輻射測量技術(shù)[J]. 王國星,馬沖,魏志芳.  電子測量技術(shù). 2012(09)

博士論文
[1]水下成像與圖像增強及相關(guān)應(yīng)用研究[D]. 趙欣慰.浙江大學(xué) 2015

碩士論文
[1]多角度偏振探測技術(shù)在地物目標(biāo)識別中的應(yīng)用研究[D]. 蘇志強.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2015
[2]基于ADuC831的微型可編程控制器的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 喇俊飛.太原理工大學(xué) 2012
[3]光電檢測電路的噪聲分析與處理[D]. 韓勇.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[4]微弱激光脈沖探測技術(shù)研究[D]. 孫金榮.西安工業(yè)大學(xué) 2010
[5]嵌入式大氣偏振信息檢測裝置硬件系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 胡翊.合肥工業(yè)大學(xué) 2009
[6]基于ADuC845數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 莊坤領(lǐng).中國海洋大學(xué) 2009
[7]脈沖激光器遠(yuǎn)場能量密度測試系統(tǒng)研究[D]. 張燁.長春理工大學(xué) 2009



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