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摘要:为有效利用白天和夜晚的全天候偏振光信息,进一步拓展偏振光导航系统在微光环境下的应用,基于昆虫复眼的偏振视觉仿生原理,设计了一种亚波长光栅式平面金属聚光透镜结构,可以在保证偏振信息采集的同时实现微光环境中光的聚焦增强.基于表面等离子体激元光学理论,利用具有特定变化规律的变间距w和变高度d的纳米金属光栅阵列结构,设计了一种新型亚波长纳米金属光栅偏振聚光器.采用时域有限差分(FDTD)方法,对聚光器的结构参数进行了数值模拟,通过对聚光器光场分布的优化分析,给出了各参数对焦点位置和聚焦效果的影响规律,同时求解了TM光的透射率.其中最优结构的焦点位置位于偏振聚光器光出口2798 nm,光强值提高到了16倍.在450 nm的偏振光导航器敏感波段其透射率约为63%.提出的新型金属光栅偏振聚光器结构为未来微纳偏振导航器件的光学设计与集成制造提供了有效的参考....
摘要:大气偏振效应不仅可应用于高分辨率定量遥感,其偏振场模式图还可作为偏振导航的信息源.大气偏振场模式图在不同时空与天气条件下对偏振传感器的导航精度有重要影响,天空偏振场图的精确获取与建模、测量精度与误差分析是研究的重要内容.本文从大气偏振模式图的分布和偏振导航传感器两方面介绍仿生偏振导航技术的研究进展.首先介绍瑞利散射理论、米氏散射理论和基于矢量传输方程的偏振模式图光场分布理论,总结了不同方法的适用范围;其次分别介绍日光和月光、陆地和海洋等不同时间、空间环境以及不同天气条件下的偏振模式图分布测试结果,并对比分析了理论仿真与测试结果的异同,同时又介绍了基于云解算的偏振模式图精度测试误差分析;最后通过介绍偏振导航传感器装置的发展历史和研究成果,指出偏振导航应用于组合导航中的广阔前景.目前,本课题组已研制的偏振光导航传感器室内精度可达0.1°,验证了天空偏振光场模式图的客观有效性,为高分辨率偏振遥感技术提供了技术证明....
[硕士论文] 李世奇
精密仪器及机械 大连理工大学 2019(学位年度)
[专利] 发明专利 CN201710607062.2
大连理工大学 2017-11-28
摘要:本发明提出一种基于天空偏振斯托克斯矢量光流及相位的全偏振信息组合导航方法与采集装置,具有仿反射型重叠式复眼晶锥的微杯阵列与微绒毛的多角度纳米等离子透镜集成的二次聚焦偏振微光增强器结构,可应用于日光和月光全天候条件。全偏振信息导航传感器主要是由曲面微杯阵列结构、玻璃体支撑结构、多角度变间距纳米等离子体透镜结构、CMOS图像传感器等主要部分构成。该发明为光机电一体化设计,通过一种仿生曲面微杯阵列结构以及多角度变间距纳米光栅结构实现了可以在全天候应用的偏振信息采集装置,利用偏振图像及偏振光流算法可实时输出偏振光流与偏振方位角,可以作为组合导航应用的速度与航向角信息,实现了基于斯托克斯矢量光流及相位的全偏振信息导航的全天候应用。该发明具有集成度高,不易受干扰,全天候应用等优点。
[专利] 发明专利 CN201710606634.5
大连理工大学 2017-12-15
摘要:本发明提出了一种面向天空偏振光的斯托克斯矢量光流采集装置,属于定位导航传感器设计领域。主要由可调刻度旋钮装置,传感器保护外罩,集成偏振光流传感器等主要部分组成。该发明为光机电一体化设计,通过外壳上的可调刻度旋钮选择三个不同角度的偏振方向,自然光经过这三个角度的偏振片滤光后,入射到集成偏振光流传感器,由偏振光流传感器内部的CMOS感光元件和光电转换模块,把偏振光信息转换为电信号,传感器集成的DSP图像处理芯片把偏振光转换的电信号经由内嵌的斯托克斯矢量和偏振光流算法解算。同时采用一种递归算法解算偏振光流值,减小了计算过程中带来的误差。该发明具有结构简单,集成度高,性能稳定,鲁棒性高,计算结果准确等优点。
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