针对传统偏振成像技术机械振动大、系统不稳定的问题, 提出了一种基于Stokes矢量的双相机偏振成像技术, 在液晶驱动控制器的作用下, 驱动2个液晶可调相位延迟器(LCVR)进行柔性调制, 利用相机采集目标的偏振图像, 进一步得到Stokes矢量的分量图像, 解算出偏振度、偏振角图像。该方法利用双相机同时成像技术, 解决了单相机采集信息不完整的问题, 可以实现完全Stokes测量, 同时获得目标的线偏振和圆偏振图像。实验结果表明, 偏振度(Dop)图像相较于线偏振度(Dolp)图像, 包含了更多的细节信息, Dop图像在图像评价指标方面均有5%以上的提升, 说明Dop图像可以更好地还原被测目标物。采用该方法可以提高对静态目标的识别能力。

为了改善了水下偏振图像存在的质量差、纹理细节模糊和对比度低等问题。提出基于区域方差的水下偏振图像融合算法。首先, 利用532 nm激光器拍摄不同角度的水下偏振强度图, 计算相应的斯托克斯图像; 然后, 对Dolp-Aop图像进行同态滤波处理, 将其和光强图像I进行三层小波分解(DWT); 接着, 将小波分解源图像产生的低频子带和高频子带分别采用不同的融合算法实现融合。仿真结果证明, 本算法实现的融合图像与传统的融合算法相比, 融合图像在对比度和清晰度上有明显提高。

为了快速准确地获取液晶可变相位延迟器(liquid crystal variable retarder, LCVR)在不同波长时的相位延迟特性,根据LCVR双折射效应、透射光光强的斯托克斯矢量与相位延迟关系, 采用光强法测量LCVR相位延迟特性, 即将LCVR相位延迟特性的测量转换为对透射光光强与LCVR驱动电压的测量。设计了基于托克斯矢量与穆勒矩阵的LCVR相位延迟特性测量系统, 该系统能实时、准确地自动测量LCVR相位延迟特性。而且, 利用Labview软件平台实现了系统控制、数据处理、界面显示和报表生成功能的一体化, 采用最小二乘法对相位延迟特性曲线进行拟合。实验结果表明: 该系统测量误差小于1%, 能够准确地测量LCVR的相位延迟特性, 符合科研与工业领域的需求, 因此具有广泛应用前景。

为了克服以往晶体旋光率测量方法存在误差大、精度低、实用性差等不足,提出了一种基于液晶相位可变延迟器(LCVR)的石英晶体旋光率测量方法.改变液晶相位可变延迟器所加驱动电压,精确控制液晶相位延迟量,对偏振光进行调制.通过偏振光调制法测量斯托克斯(Stokes)参量,从而实时、准确地测量石英晶体旋光率.采用PIN 光电二极管对偏振光信号进行探测,经光电变换后利用信号调理电路实现信号采集.将采集到的数据进行处理并显示.实验结果表明,该方法的测量精度为0.57%.

为了满足空间光通信精密跟踪的需求，在信标光路中保证光电探测器接收到的激光能量稳定不变，研制了满足大气环境下动态光强稳定装置。对该装置所采用的基于液晶的高帧频相机动态调光技术进行研究。通过与传统机械调光、电子快门调光相比较，验证基于液晶的高帧频相机动态调光技术的可行性。结合空间光通信系统的特点，阐述基于液晶的动态调光原理。介绍了基于液晶的动态光强稳定装置系统组成，给出实验数据和结果。结果表明：采用液晶光束衰减器对高帧频CCD相机进行动态调光，可以实现在无机械运动部件条件下对信标激光能量进行自动控制，从而保证探测器接收到的激光能量稳定。因此在空间光通信中，基于液晶的高帧频相机动态调光技术是可行的，而且有着广阔的应用前景。