[发明专利]基于宽谱段圆偏振提升海雾环境中探测距离的装置及方法

权利要求书

1.一种基于宽谱段圆偏振提升海雾环境中探测距离的装置，其特征在于，包括二维角度调整平台(2)，二维角度调整平台(2)上安装宽谱段圆偏振光产生系统(1)和偏振探测图像接收系统(3)，同时偏振探测图像接收系统(3)与偏振信息图像处理系统(4)电学连接；

二维角度调整平台(2)用于控制宽谱段圆偏振光产生系统(1)和偏振探测图像接收系统(3)间的对准，确保宽谱段圆偏振光产生系统(1)发射的平行光束经过海雾介质经目标物反射后能被偏振探测图像接收系统(3)所接收；

宽谱段圆偏振光产生系统(1)，输出波长范围为355-2000nm的宽谱段圆偏振光；偏振探测图像接收系统(3)，完成宽谱段圆偏振光在复杂多层海雾环境下的可见光及近红外图像的获取；偏振信息图像处理系统(4)，完成宽谱段圆偏振光在复杂多层海雾环境下的图像处理探测；

所述的偏振探测图像接收系统(3)包括伽利略望远系统(31)，伽利略望远系统(31)远离海雾的一侧依次平行设置分光棱镜(32)、近红外滤光片(34)、第一成像透镜(36)、近红外偏振相机(38)和反射镜(33)、可见光滤光片(35)、第二成像透镜(37)、可见光偏振相机(39)；

伽利略望远系统(31)放置在由目标物反射经过海雾反射光路上，分光棱镜(32)水平放置在经由伽利略望远系统(31)的光路一侧，且透射能量与反射能量之比是1:1；经由分光棱镜(32)分出两束光，其中一束光线经过水平依次放置的近红外滤光片(34)、第一成像透镜(36)、近红外偏振相机(38)后完成对经复杂多层海雾环境传输后的宽谱段圆偏振光束进行近红外成像；

另外一束经分光棱镜(32)改变光路方向，然后再经过水平依次放置的反射镜(33)、可见光滤光片(35)、第二成像透镜(37)、可见光偏振相机(39)后完成宽谱段圆偏振光在复杂多层海雾环境下的可见光成像；

宽谱段圆偏振光产生系统(1)由1064nm脉冲激光器(11)、重复率三倍频器(12)、三级掺镱光纤放大器(YDFA)链(13)、模式场适配器(14)、七芯光子晶体光纤(15)、激光扩束镜(16)、衰减片(17)、超宽带偏振片(18)、1/4宽带波片(19)组成，且同轴依次排列，1/4宽带波片(19)靠近海雾布置，以确保该系统能够输出波长范围为355-2000nm的宽谱段圆偏振光。

2.根据权利要求1所述的基于宽谱段圆偏振提升海雾环境中探测距离的装置，其特征在于，偏振信息图像处理系统(4)通过数据线分别与近红外偏振相机(38)和可见光偏振相机(39)相连接，用于监测成像信息，将可见光和近红外图像信息融合，采集、储存并分析偏振探测图像接收系统(3)的数据，以表征宽谱段圆偏振光对探测距离的提升。

3.一种如权利要求1-2中任意一项所述的基于宽谱段圆偏振提升海雾环境中探测距离的装置的使用方法，其特征在于，具体包括以下步骤，且以下步骤顺次进行：

步骤一、搭建实验装置；

步骤二、调整二维角度调整平台(2)，使宽谱段圆偏振光产生系统(1)和偏振探测图像接收系统(3)分别置于入射光路和反射光路上；

步骤三、开启宽谱段圆偏振光产生系统(1)中的1064nm脉冲激光器(11)、激光光束依次经过重复率三倍频器(12)、三级掺镱光纤放大器(YDFA)链(13)、模式场适配器(14)、七芯光子晶体光纤(15)、激光扩束镜(16)、衰减片(17)、超宽带偏振片(18)及1/4宽带波片(19)后射出，得到宽谱段圆偏振光，并经过海雾介质，射向目标物；

步骤四、宽谱段圆偏振光经过目标物反射，再次经过海雾介质后射向偏振探测图像接收系统(3)；

步骤五、偏振探测图像接收系统(3)接收经过海雾介质的反射光，经过伽利略望远系统(31)和分光棱镜(32)，透射光依次经过近红外滤光片(34)、第一成像透镜(36)、近红外偏振相机(38)；

经分光棱镜(32)反射后的光依次经过反射镜(33)、可见光滤光片(35)、第二成像透镜(37)、可见光偏振相机(39)；

步骤六、偏振信息图像处理系统(4)接收近红外偏振相机(38)和可见光偏振相机(39)的图像信息，获得可见光、近红外光的图像融合信息；

步骤七、改变此装置与目标物的距离，重复步骤二至步骤六，分析偏振图像信息，以得到宽谱段圆偏振光在海雾环境下探测的最大距离。