摘要：光的偏振作为光的基本禀性之一,在光信号获取分析应用中至关重要.光学分束器作为搭建探测光路/光学系统的常规元件,其对光偏振信息的保真传输效果会极大地影响整个探测系统的偏振检测能力.通过光学透反射理论分析,基于光学分束器设计出了同时满足反射保偏和透射保偏功能的光路.实验证明该光路的偏振保真度高达95%以上.此光路设计方案具有成本低、调节灵活、功能性强等特点,为偏振光的分析和应用提供了更多的可能性.

摘要：分振幅式偏振探测成像系统的各分光路图像之间存在位置误差,率先完成各分光路图像之间的图像配准是进行偏振探测的前提条件。针对探测过程中,目标特征不明显、图像特征难以提取、各分光路图像间灰度变化较大的问题,提出适用于分振幅式偏振探测成像系统各分光路图像的相似性度量函数,并在此基础上,完成各分光路图像间的配准工作。首先,根据图像间的位置误差会造成偏振信息图像中出现信息异常区域的原理,研究了相似性度量函数的提取算法;接着,根据探测系统的各分光路的成像特点,确定图像间的几何变换参数;以遗传算法作为参数优化搜索算法,搜索得到最优的几何变换参数,完成整个图像配准算法的设计;最后,分别利用构造图像和实际采集图像,对配准算法进行了验证,并以图像间互信息值(MI)衡量图像配准的精度。实验结果表明:配准后的构造图像的MI为2.692 5,高于特征配准方法的实现精度;实际采集图像配准后的MI达1.849 3,同样高于特征配准方法的实现精度。基本满足偏振探测系统的图像配准需求。

摘要：偏振信息的有效获取是实现偏振光导航的重要前提。仿照沙蚁复眼的偏振敏感视觉神经结构设计了一款三通道式仿生偏振光传感器,该传感器以ARM微处理器为处理核心,每个天空偏振光感知通道包含两个覆盖极化方向垂直偏振片的光电二极管与对数放大器,设计的偏振光传感器具有结构紧凑、实时性好且成本较低的优点,并设计了传感器稳定性与采集精度检测方案。试验结果表明,该传感器检测到的偏振角误差在±3.9°之内,平均误差为1.53°。该仿生偏振光传感器能实现偏振信息的有效检测、实时采集与存储,且具备稳定的采集能力,并在最后分析了传感器的误差产生原因及下一步的改进措施。

摘要：偏振态信息与轨道角动量信息是光学信息的重要载体,也是光学信息处理的重要参量,在石英基底上设计了阿基米德双螺旋结构,利用有限元法计算了带有不同轨道角动量和偏振态信息的入射光照射到上述超构表面时,入射光与超表面耦合所产生的透射光呈现不同强度分布的图样,根据该图样,可检测入射光的偏振态信息。为检测入射光的轨道角动量,还提出了一种新的计算方法,针对不同轨道角动量的入射光与超表面耦合所产生的透射光场,计算出透射场强度中心偏移量,利用透射场强度中心的偏移表征入射光的轨道角动量,最后成功拟合出入射光轨道角动量与强度中心偏移二者的关系,实现了对入射光轨道角动量的检测。为检测入射光携带的信息提供了思路。