偏振多角度散射模擬及測(cè)試系統(tǒng)的操作步驟如下:
[0032]步驟一、操作人員選取全偏振光產(chǎn)生裝置I與多角度傳輸環(huán)境模擬裝置2之間角度，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4控制位相延遲器I 113，設(shè)置圓偏振光、線偏振光的出射狀態(tài)。
[0033]步驟二、操作人員通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)4，設(shè)置多角度傳輸環(huán)境模擬裝置2中的傳輸環(huán)境，如濕度溫度等。并可通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4監(jiān)測(cè)傳輸環(huán)境模擬室的濕度、溫度、濃度、顆粒粒徑大小，粒子折射率，繪制出這些物理參數(shù)隨時(shí)間的變化情況。
[0034]步驟三、全偏振光產(chǎn)生裝置I發(fā)出偏振光，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)狀態(tài)；打開(kāi)全偏振光產(chǎn)生裝置I中的可變波長(zhǎng)及功率可調(diào)的激光器11，選擇測(cè)定的波段，進(jìn)入全偏振光產(chǎn)生裝置1，依次經(jīng)過(guò)全偏振光產(chǎn)生裝置I中的衰減片111、起偏片112、位相延遲器I 113、擴(kuò)束器I 114，進(jìn)入多角度傳輸環(huán)境模擬裝置2。
[0035]步驟四、全偏振光探測(cè)裝置3探測(cè)偏振光信號(hào)，并將數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4 ;計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4顯;^偏振光傳輸環(huán)境的模擬結(jié)果，分析并獲得偏振光在復(fù)雜環(huán)境中的傳輸特性。
[0036]所述的步驟三中測(cè)定的波段的可選范圍為波段380nm?700nm，近紅外I?3 μπι，中紅夕卜3 μ m?5 μ m，遠(yuǎn)紅夕卜5 μ m?8 μ m波長(zhǎng)的激光。
[0037]實(shí)施例1:若要模擬532nm波長(zhǎng)激光器產(chǎn)生的偏振光在水霧中散射傳輸，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2。
[0038]步驟一，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4，向多角度傳輸環(huán)境模擬裝置2中注入一定溫度濕度的水霧，濕度溫度可以通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4進(jìn)行控制欲檢測(cè)，滿足實(shí)驗(yàn)要求后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。
[0039]步驟二，調(diào)整全偏振光產(chǎn)生裝置I與全偏振光探測(cè)裝置3兩者的方向，使全偏振光產(chǎn)生裝置I與全偏振光探測(cè)裝置3放置在以多角度傳輸環(huán)境模擬裝置2的中心為圓心的圓周上，并使兩者分別對(duì)準(zhǔn)入射光學(xué)窗口 21與6個(gè)散射接收光學(xué)窗口:散射接收光學(xué)窗口I 22、散射接收光學(xué)窗口 II 23、散射接收光學(xué)窗口III24、散射接收光學(xué)窗口IV 25、散射接收光學(xué)窗口 V 26、散射接收光學(xué)窗口 VI 27。
[0040]步驟三，使可變波長(zhǎng)及功率可調(diào)的激光器11輸出532nm的激光，激光依次通過(guò)可調(diào)衰減片lll，400nm?700nm波長(zhǎng)起偏片112、位相延遲器1113，產(chǎn)生偏振光，偏振光通過(guò)入射光學(xué)窗口 21進(jìn)入多角度傳輸環(huán)境模擬裝置2后從散射接收光學(xué)窗口 V 26出射進(jìn)入全偏振光檢偏裝置31，再經(jīng)過(guò)分光棱鏡314，此時(shí)光分成兩束，一束進(jìn)入偏振stokes矢量獲取裝置32、一束進(jìn)入偏振態(tài)探測(cè)裝置33。
[0041]步驟四、通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4分析進(jìn)入偏振stokes矢量獲取裝置32的光束，得出圓偏振光偏振度的改變情況。通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4分析進(jìn)入偏振態(tài)探測(cè)裝置33得出圓偏振光偏振態(tài)的改變情況。
[0042]若要模擬相同波長(zhǎng)偏振光在油霧、燃燒煙塵等復(fù)雜環(huán)境中散射傳輸，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4向多角度傳輸環(huán)境模擬裝置2注入油霧，燃燒煙塵，重復(fù)以上步驟。
[0043]若要模擬復(fù)雜環(huán)境中其他波長(zhǎng)的偏振光傳輸，需要調(diào)節(jié)可變波長(zhǎng)及功率可調(diào)的激光器11，然后重復(fù)以上步驟。
[0044]實(shí)施例2:若要模擬532nm波長(zhǎng)激光器產(chǎn)生的偏振光在水霧中多角度方向反射特性，如圖3。
[0045]步驟一，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4，向多角度傳輸環(huán)境模擬裝置2中注入一定溫度濕度的水霧，濕度溫度可以通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4進(jìn)行控制與檢測(cè)，滿足實(shí)驗(yàn)要求后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。
[0046]步驟二，調(diào)整全偏振光產(chǎn)生裝置I與全偏振光探測(cè)裝置3兩者的方向，使全偏振光產(chǎn)生裝置I對(duì)準(zhǔn)入射光學(xué)窗口 21，偏振光探測(cè)裝置3分別對(duì)準(zhǔn)6個(gè)散射接收光學(xué)窗口:散射接收光學(xué)窗口 I 22、散射接收光學(xué)窗口 II 23、散射接收光學(xué)窗口III 24、散射接收光學(xué)窗口IV 25、散射接收光學(xué)窗口 V 26、散射接收光學(xué)窗口 VI 27 ;在多角度傳輸環(huán)境模擬裝置2中心位置放置目標(biāo)板。
[0047]步驟三，使可變波長(zhǎng)及功率可調(diào)的激光器11輸出532nm的激光，激光依次通過(guò)可調(diào)衰減片lll，400nm?700nm波長(zhǎng)起偏片112、可變電控相位延遲器1113，產(chǎn)生偏振光，偏振光通過(guò)光學(xué)窗口進(jìn)入多角度傳輸環(huán)境模擬裝置2后從光學(xué)窗口出射進(jìn)入全偏振光檢偏裝置31，再經(jīng)過(guò)分光棱鏡314，此時(shí)光分成兩束，一束進(jìn)入偏振stokes矢量獲取裝置32、一束進(jìn)入偏振態(tài)探測(cè)裝置33。
[0048]步驟四、進(jìn)入偏振stokes矢量獲取裝置32的光束，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4分析得出偏振光偏振度偏振態(tài)的改變情況。進(jìn)入偏振態(tài)探測(cè)裝置33通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4分析得到目標(biāo)圖像。
[0049]若要模擬相同波長(zhǎng)偏振光在油霧、燃燒煙塵等復(fù)雜環(huán)境中多角度方向反射特性，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4向多角度傳輸環(huán)境模擬裝置2注入油霧，燃燒煙塵，重復(fù)以上步驟。
[0050]若要模擬復(fù)雜環(huán)境中其他波長(zhǎng)的多角度方向反射特性，需要調(diào)節(jié)可變波長(zhǎng)及功率可調(diào)的激光器11，然后重復(fù)以上步驟。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.復(fù)雜環(huán)境全偏振多角度散射模擬及測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:全偏振光產(chǎn)生裝置(I)可產(chǎn)生多個(gè)波段的全偏振激光，激光通過(guò)多角度傳輸環(huán)境模擬裝置(2)上開(kāi)設(shè)的多個(gè)特定角度的光學(xué)窗口，再進(jìn)入全偏振光探測(cè)裝置(3);計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(4)獲取并分析全偏振光產(chǎn)生裝置(I)、多角度傳輸環(huán)境模擬裝置(2)與全偏振光探測(cè)裝置(3)的信息； 所述的多角度傳輸環(huán)境模擬裝置(2)的側(cè)壁開(kāi)設(shè)有入射光學(xué)窗口(21)與6個(gè)散射接收光學(xué)窗口:散射接收光學(xué)窗口 I (22)、散射接收光學(xué)窗口 II (23)、散射接收光學(xué)窗口III (24)、散射接收光學(xué)窗口 IV (25)、散射接收光學(xué)窗口 V (26)、散射接收光學(xué)窗口 VI (27)；所述的6個(gè)光學(xué)窗口分別對(duì)應(yīng)30°、45°、60°、90°、135°、180°的散射角度； 所述的多角度傳輸環(huán)境模擬裝置(2)的形狀為圓柱形；所述的全偏振光產(chǎn)生裝置(I)與全偏振光探測(cè)裝置(3)均位于以多角度傳輸環(huán)境模擬裝置(2)中心為圓心的圓周上；所述的全偏振光產(chǎn)生裝置(I)正對(duì)入射光學(xué)窗口(21);所述的全偏振光探測(cè)裝置(3)正對(duì)散射接收光學(xué)窗口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜環(huán)境全偏振多角度散射模擬及測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述的全偏振光產(chǎn)生裝置(I)包括可變波長(zhǎng)及功率可調(diào)的激光器(11)與起偏裝置(12);所述的起偏裝置(12)包括衰減片(111)、起偏片(112)、位相延遲器I (113)與擴(kuò)束器I (114);所述的可變波長(zhǎng)及功率可調(diào)的激光器(11)、起偏片(112)、位相延遲器I (113)與擴(kuò)束器I (114)依次排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜環(huán)境全偏振多角度散射模擬及測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述的多角度傳輸環(huán)境模擬裝置(2)中心設(shè)置有目標(biāo)板(28)，即可測(cè)量多角度目標(biāo)偏振前向或后向散射特性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜環(huán)境全偏振多角度散射模擬及測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述的多角度傳輸環(huán)境模擬裝置(2)中注入傳輸介質(zhì)，即可測(cè)量全偏振光多角度散射傳輸特性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜環(huán)境全偏振多角度散射模擬及測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述的全偏振光探測(cè)裝置(3)包括全偏振光檢偏裝置(31)、偏振stokes矢量獲取裝置(32)與偏振態(tài)探測(cè)裝置(33);所述的全偏振光檢偏裝置(31)包括擴(kuò)束器II (311)、位相延遲器II (312)、檢偏片(313)與分光棱鏡(314);偏振光經(jīng)分光棱鏡被偏振stokes矢量獲取裝置(32)與偏振態(tài)探測(cè)裝置(33)所接收。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種復(fù)雜環(huán)境全偏振多角度散射模擬及測(cè)試系統(tǒng)，屬于光電成像探測(cè)領(lǐng)域。系統(tǒng)的全偏振光產(chǎn)生裝置可產(chǎn)生多個(gè)波段的全偏振激光，激光通過(guò)多角度傳輸環(huán)境模擬裝置上開(kāi)設(shè)的多個(gè)特定角度的光學(xué)窗口，再進(jìn)入全偏振光探測(cè)裝置；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)獲取并分析全偏振光產(chǎn)生裝置、多角度傳輸環(huán)境模擬裝置與全偏振光探測(cè)裝置的信息。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有適用范圍廣、操作方便、效率高、精度高、可重復(fù)的特點(diǎn)。
【IPC分類】G01J4-00, G01J11-00, G01N21-21
【公開(kāi)號(hào)】CN104596645
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510053112
【發(fā)明人】姜會(huì)林, 戰(zhàn)俊彤, 張肅, 段錦, 付強(qiáng), 劉伯愚, 張雅琳, 高鐸瑞, 董科研, 王超, 安巖, 江倫
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)春理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年2月2日