CN207439548U - 一种非均匀烟雾介质偏振传输特性测试系统 - Google Patents
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Abstract
一种非均匀烟雾介质偏振传输特性测试系统，属于偏振传输探测领域，包括偏振起偏系统、非均匀烟雾模拟系统、偏振探测系统、计算机处理与控制系统，其中偏振起偏系统、非均匀烟雾模拟系统、偏振探测系统依次设置在光束的传输光路上,本实用新型提供了一种可独立完成非均匀烟雾介质产生、环境参数监控与测试，及偏振传输特性测试的系统，该系统为确保测量数据的准确性，采用偏振分光系统，实时同步测量非均匀烟雾环境中烟雾浓度和传输偏振特性，使非均匀环境参数与传输测量数据实时对应，改善了传统均匀环境中介质参数测量与偏振传输特性测量延时的问题，使实验测试的结果准确率得以提高，为在非均匀烟雾环境中偏振传输特性的研究提供了实验测试装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种非均匀烟雾介质偏振传输特性测试系统，属于偏振传输探测领域。
背景技术
偏振成像由于在强度成像基础上增加了强度与光谱不能反映的偏振维度信息，能够显著增强目标与背景之间的差异，增加雾霾、烟尘等环境下的作用距离，成为解决烟雾等特殊环境下探测的有效手段，因而在这种特定介质中对偏振传输特性进行研究对实际探测具有重要的研究意义。
目前，对偏振传输特性的研究还主要停留在实验室内制备均匀、球形、各向同性介质，在该介质环境下对偏振传输特性进行测试，但在实际环境中，烟雾环境往往是不可控的，近年来，随着偏振探测技术的广泛应用，对偏振探测的研究已不再单一的停留在传统可控介质内的研究，尤其是由于自然界中所存在的最普遍的地心引力的作用，使得烟雾不可避免的存在沉降现象，这就使得实验室内对偏振传输特性的研究都存在一定的差异，降低了对偏振传输特性实验测试的准确性，并且由于非均匀环境中大量的不确定性，能测试出偏振传输特性随非均匀环境的实时同步变化也是急待解决的问题。
因此，针对这种由于沉降所产生的非均匀烟雾介质环境，亟需一种非均匀烟雾介质偏振传输特性测试系统。
实用新型内容
针对由于烟雾沉降现象所产生的非均匀烟雾介质环境，为了研究非均匀烟雾介质的偏振传输特性，本实用新型提出了一种非均匀烟雾介质偏振传输特性测试系统。
本实用新型采用如下的技术方案：一种非均匀烟雾介质偏振传输特性测试系统，其特征在于，包括偏振起偏系统、非均匀烟雾模拟系统、偏振探测系统、计算机处理与控制系统，其中偏振起偏系统、非均匀烟雾模拟系统及偏振探测系统依次设置在光束的传输光路上,
所述偏振起偏系统包括激光器、准直系统、滤光片、线偏振片、四分之一波片，沿光线的传播方向激光器、准直系统、滤光片、线偏振片及四分之一波片顺次布置；
所述非均匀烟雾模拟系统内部包含有烟雾发生器、马尔文粒度仪，其中烟雾发生器和马尔文粒度仪均与计算机处理与控制系统连接；
所述偏振探测系统包括半反半透镜、光功率计和偏振态测量仪，其中半反半透镜放置在非均匀烟雾环境模拟系统的出射光路上，且透射能量与反射能量之比为1:1，光功率计置于半反半透镜的透射光路上，并与计算机处理与控制系统连接，偏振态测量仪置于半反半透镜的反射光路上，并与计算机处理与控制系统连接。
进一步，以水平方向为基准轴，所述线偏振片角度调节范围为0°～360°，四分之一波片的角度调节范围为0°～360°或移除。
通过上述设计方案，本实用新型可以带来如下有益效果：
1、针对自然界中烟雾沉降所产生的非均匀烟雾介质环境，本实用新型提供了一种非均匀烟雾介质偏振传输特性测试系统，该系统可独立完成非均匀烟雾介质产生、环境参数监控与测试，及偏振传输特性测试的全部过程，为在非均匀烟雾环境中偏振传输特性的研究提供了实验测试装置。
2、本实用新型为确保测量数据的准确性，采用偏振分光系统，实时同步测量非均匀烟雾环境中烟雾浓度和传输偏振特性，使非均匀环境参数与传输测量数据实时对应，改善了传统均匀环境中介质参数测量与偏振传输特性测量延时的问题，使实验测试的结果准确率得以提高。
附图说明
图1为本实用新型一种非均匀烟雾介质偏振传输特性测试系统的结构示意图。
图中：1-偏振起偏系统、11-激光器、12-准直系统、13-滤光片、14-线偏振片、15-四分之一波片、2-非均匀烟雾模拟系统、21-烟雾发生器、22-马尔文粒度仪、3-偏振探测系统、31-半反半透镜、32-光功率计、33-偏振态测量仪、4-计算机处理与控制系统。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步说明，本实用新型提出了一种非均匀烟雾介质偏振传输特性测试系统，如图1所示，包括偏振起偏系统1、非均匀烟雾模拟系统2、偏振探测系统3、计算机处理与控制系统4，其中偏振起偏系统1、非均匀烟雾模拟系统2及偏振探测系统3依次设置在光束的传输光路上。
所述偏振起偏系统1由激光器11、准直系统12、滤光片13、线偏振片14及四分之一波片15组成，沿光线的传播方向激光器11、准直系统12、滤光片13、线偏振片14及四分之一波片15顺次布置，且以水平方向为基准轴，线偏振片14角度调节范围为0°～360°，四分之一波片15的角度调节范围为0°～360°或移除。
所述非均匀烟雾模拟系统2包括烟雾发生器21、马尔文粒度仪22，其中烟雾发生器21可产生水雾、油雾等球形烟雾粒子。如图1所示，马尔文粒度仪22可以在A、B两个位置上进行调节，且位置A在非均匀烟雾模拟系统2内不遮挡入射和出射光束的任意位置，位置B在入射和出射光束的光路上。
所述偏振探测系统3包括半反半透镜31、光功率计32和偏振态测量仪33，其中半反半透镜31放置在非均匀烟雾环境模拟系统2的出射光路上，且透射能量与反射能量之比为1:1，光功率计32置于半反半透镜31的透射光路上，并与计算机处理与控制系统4连接，偏振态测量仪33置于半反半透镜31的反射光路上，并与计算机处理与控制系统4连接。
所述计算机处理与控制系统4，用于处理光功率计32和偏振态测量仪33所得到的数据，以及控制非均匀烟雾模拟系统2。
非均匀烟雾介质偏振传输特性测试系统的测试方法具体实现步骤：
步骤一、将非均匀烟雾模拟系统2中的马尔文粒度仪22由位置A移到位置B，由计算机处理与控制系统4控制烟雾发生器21向非均匀烟雾模拟系统2中充入烟雾，并由非均匀烟雾模拟系统2中的风扇搅拌均匀，由计算机处理与控制系统4控制开启马尔文粒度仪22，测量入射与出射光路上烟雾粒子的粒径信息；
步骤二、排空非均匀烟雾模拟系统2中的烟雾，将马尔文粒度仪22再由位置B移回到位置A；
步骤三、开启激光器11，光束依次经过准直系统12、滤光片13，产生均匀、准直的平行光，此束平行光经过线偏振片14，调节线偏振片14的角度，产生水平偏振光，移除四分之一波片15，产生水平偏振光，入射到非均匀烟雾模拟系统2中，偏振光束经非均匀烟雾模拟系统2入射到半反半透镜31，由半反半透镜31分成两路，且每路偏振光束的光强度均相同，其中一束光路经过光功率计32用于测量光强度，另一束光路经过偏振态测量仪33，用于测量偏振态；
步骤四、重新由烟雾发生器21向非均匀烟雾模拟系统2中充入烟雾，并由非均匀烟雾模拟系统2中的风扇搅拌均匀，由光功率计32和偏振态测量仪33分别记录此段时间内光强值和偏振光偏振度的变化情况，待光功率计32测量的光强值稳定后，停止实验操作；
步骤五、由计算机处理与控制系统4对光功率计32与偏振态测量仪33中的数据进行处理，得到不同非均匀烟雾浓度下对应的偏振特性参数；
步骤六、调节步骤三中线偏振片14的角度，用于产生不同偏振态的入射线偏振光，或在步骤三中线偏振片14后加入四分之一波片15，调节线偏振片14及四分之一波片15，用于产生不同偏振态的圆偏振光，重复步骤四、步骤五，测量其他偏振态下非均匀烟雾介质的偏振传输特性。
本实用新型涉及一种非均匀烟雾介质偏振传输特性测试系统，针对由于烟雾沉降现象所产生的非均匀烟雾介质环境，解决实时同步测量偏振传输特性随非均匀烟雾环境变化的问题，本实用新型提供了一种可独立完成非均匀烟雾介质产生、环境参数监控与测试，及偏振传输特性测试的系统，该系统为确保测量数据的准确性，采用偏振分光系统，实时同步测量非均匀烟雾环境中烟雾浓度和传输偏振特性，使非均匀环境参数与传输测量数据实时对应，改善了传统均匀环境中介质参数测量与偏振传输特性测量延时的问题，使实验测试的结果准确率得以提高，为在非均匀烟雾环境中偏振传输特性的研究提供了实验测试装置。
Claims (2)
1.一种非均匀烟雾介质偏振传输特性测试系统，其特征在于，包括偏振起偏系统(1)、非均匀烟雾模拟系统(2)、偏振探测系统(3)、计算机处理与控制系统(4)，其中偏振起偏系统(1)、非均匀烟雾模拟系统(2)及偏振探测系统(3)依次设置在光束的传输光路上,
所述偏振起偏系统(1)包括激光器(11)、准直系统(12)、滤光片(13)、线偏振片(14)及四分之一波片(15)，沿光线的传播方向激光器(11)、准直系统(12)、滤光片(13)、线偏振片(14)及四分之一波片(15)顺次布置；
所述非均匀烟雾模拟系统(2)内部包含有烟雾发生器(21)、马尔文粒度仪(22)，其中烟雾发生器(21)和马尔文粒度仪(22)均与计算机处理与控制系统(4)连接；
所述偏振探测系统(3)包括半反半透镜(31)、光功率计(32)和偏振态测量仪(33)，其中半反半透镜(31)放置在非均匀烟雾环境模拟系统(2)的出射光路上，且透射能量与反射能量之比为1:1，光功率计(32)置于半反半透镜(31)的透射光路上，并与计算机处理与控制系统(4)连接，偏振态测量仪(33)置于半反半透镜(31)的反射光路上，并与计算机处理与控制系统(4)连接。
2.根据权利要求1所述的一种非均匀烟雾介质偏振传输特性测试系统，其特征是：以水平方向为基准轴，所述线偏振片(14)角度调节范围为0°～360°，四分之一波片(15)的角度调节范围为0°～360°。
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| CN201721532823.4U CN207439548U (zh) | 2017-11-16 | 2017-11-16 | 一种非均匀烟雾介质偏振传输特性测试系统 |
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| CN201721532823.4U CN207439548U (zh) | 2017-11-16 | 2017-11-16 | 一种非均匀烟雾介质偏振传输特性测试系统 |
Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107764398A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-03-06 | 长春理工大学 | 一种非均匀烟雾介质偏振传输特性测试系统 |
| CN113758878A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-07 | 长春理工大学 | 基于等效光学厚度的沉降水雾干扰抑制方法 |
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2017
- 2017-11-16 CN CN201721532823.4U patent/CN207439548U/zh active Active
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