[发明专利]水下环境偏振光传输特性的测量装置及方法

说明书

水下环境偏振光传输特性的测量装置及方法，属于偏振传输探测技术领域，包括光源、光束整形透镜、滤光片、线偏振片、1/4波片、玻璃水槽、能量分光棱镜、偏振分光棱镜、光电探测器Ⅰ、光功率计以及光电探测器Ⅱ，所述光源、光束整形透镜、滤光片、线偏振片、1/4波片、玻璃水槽、能量分光棱镜、偏振分光棱镜以及光电探测器Ⅰ依次同光轴布置；所述光功率计设置在分光棱镜的反射方向上；所述光电探测器Ⅱ设置在偏振分光棱镜的反射方向上。本发明测试圆偏振光与线偏振光等固定特殊初始状态的偏振光，经过不同水下环境传输后的偏振、能量，分析并得到水下环境偏振光传输特性，有利于提升水下目标探测识别性能。

技术领域

本发明属于偏振传输探测技术领域，特别是涉及到一种水下环境偏振光传输特性的测量装置及方法。

背景技术

随着现代光学技术的发展，水下光学探测应用越来越广泛。光在水下环境传输产生杂散光，对光学强度成像造成严重影响，降低光学成像性能和图像对比度。利用入射偏振光在水下传输过程中偏振特性的变化规律，能够分离场景中的目标信息光和背景散射光，提高成像图像对比度和清晰度，提升水下目标探测识别概率。水下环境偏振光传输特性的规律尚不能完全掌握，因此现有技术中亟需一种新的技术方案来解决这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供水下环境偏振光传输特性的测量装置及方法，测试圆偏振光与线偏振光等固定特殊初始状态的偏振光，经过不同水下环境传输后的偏振、能量，分析并得到水下环境偏振光传输特性，有利于提升水下目标探测识别性能。

水下环境偏振光传输特性的测量装置，其特征是：包括光源、光束整形透镜、滤光片、线偏振片、1/4波片、玻璃水槽、能量分光棱镜、偏振分光棱镜、光电探测器Ⅰ、光功率计以及光电探测器Ⅱ，所述光源、光束整形透镜、滤光片、线偏振片、1/4波片、玻璃水槽、能量分光棱镜、偏振分光棱镜以及光电探测器Ⅰ依次同光轴布置；所述光功率计设置在分光棱镜的反射方向上；所述光电探测器Ⅱ设置在偏振分光棱镜的反射方向上。

水下环境偏振光传输特性的测量方法，其特征是：应用所述的水下环境偏振光传输特性的测量装置，包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，

步骤一、所述光源出射激光进入光束整形透镜，经光束整形透镜透射后的出射光为能量调制分布光束；

步骤二、所述步骤一出射的能量调制分布光束通过滤光片、线偏振片以及1/4波片产生偏振光入射至玻璃水槽；

步骤三、所述玻璃水槽内部设置有液体，步骤二入射的偏振光经玻璃水槽内的液体传输一定距离后出射至能量分光棱镜；

步骤四、能量分光棱镜将出射光平均分为两路，其中一路通过光功率计测量偏振光功率，另一路经过偏振分光棱镜后分别通过光电探测器Ⅰ和光电探测器Ⅱ进行测量偏振态。

所述步骤一中光源出射的激光波长为450nm～600nm，光斑直径为1mm～5cm。

所述步骤一中的能量调制分布光束为高斯光束或平顶光束。

所述步骤二中的能量调制分布光束通过滤光片、线偏振片以及1/4波片产生圆偏振光，能量调制分布光束通过滤光片、线偏振片产生线偏振光。

所述步骤三中偏振光传输路径的长度通过玻璃水槽的长度或增加反射镜设置。

所述步骤三中玻璃水槽内部添加牛奶、人工海盐以及纯净水。

所述步骤四中偏振分光棱镜将偏振光束中的水平偏振P光和垂直偏振S光分离，通过光电探测器Ⅰ和光电探测器Ⅱ完成光束中水平偏振P光电压值V_P和垂直偏振S光电压值V_S的测量，利用(V_P-V_S)/(V_P+V_S)计算获得出射光的偏振度。