偏振光的动态接收检测系统设计(2)
1.1 偏振光的定义、分类和产生方法
偏振光的定义：光的振动方向与传播方向不一致。
光一般分为:
1.偏振光2.自然光3.部分偏振光。
偏振光可以分为三种：
1.线偏振光2.圆偏振光3.椭圆偏振光。
偏振光的产生的方法主要有：
1.利用反射和折射2.利用二向色性 3.利用散射利用4.晶体双折射[3]
1.2 偏振光检测的国外研究成果
目前，国外的偏振光检查技术研究已经有了很大的发展，测量精度也有了很大的提升。其中比较有代表性的公司主要有：日本骏河、SANTAC、加拿大的 OZ、德国的Instrument等。上世纪八十年代初,Azzam 制造出了首台通过振幅分解的原理测量偏振的设备。叫做分振幅偏振测量器(DOAP)，它可以实时测定所有斯托克斯参数[4]。分振幅偏振测量技术理论在近年得到长足的进步。幅值的测量原理的偏振器件的划分的装置出现，已用于对材料和在线测量和金属薄膜厚度生长热物理性质的供热计量控制脉冲。一些国外厂商也推出了各种各样的DOAP然而中国尚未见到相关报道产品应用。此外，外国公司利用分束器空间偏差利用光路在立体空间坐标变换实现，对斯托克斯参数的测量方法测量仪完成[5]。现今，我国业内同行密切关注这一类新型偏振测量仪。
1.3 偏振光动态接收和检测的发展
偏振状态检测和辨别在薄膜光学、集成光学、激光制导等领域十分常见[6-7]。从最早的利用偏振片的消光现象来判别线偏振光发展到了同时再利用波片来判断椭圆偏振光。然而现实生活应用中的光源大多是变化、动态的，比如激光制导中导弹相对于光源就是不断旋转和运动的。在这一背景下，偏振光动态接收和检测系统的研究需求变大了。为达到检验高速光纤通讯网络中偏振状态的改变的目的, 选择分束原理, 检测4个偏振方向强度, 使用设备定标矩阵获得偏振态的测量方式为该测量方式的一种具体实现, 这个方法中, 选择了3对偏振控制器和起偏器, 完成系统的定标矩阵的测验后, 所需要用到光的斯托克斯矢量即可以轻松得出[8-9]。由于对系统的定标矩阵的测试比较复杂，且定标矩阵受环境影响而使测量精度下降，研究者又改进了这种测量方案,无需定标矩阵,把斯托克斯矢量直接进行计算，增加了整个网络的速率以及精度[10]。
1.4 典型偏振光的动态系统的设计
在探讨了光的特征参数后，介绍动态接收检测系统。它采用相位延迟器和差和比的数据处理方法，去除了光源和接收设备相对旋转带来的干扰。琼斯矩阵可以用来推算其理论可行性。研制的测量装置采用单片机自动控制，自动采集数据和计算以减少人为误差，能实时测量出偏振光的偏振态。
测量装置由光学部分和电子电路组成，两路光信息转化为电信息之后，通过放大滤波，转变成数字信号送入单片机。单片机负责数据接收，A/D转化，解码，计算出光的偏振状态以及旋向。在光信息转化成电信息时需要对光电探测器与放大电路进行调制使其在一定波长内有一样的放大能力。
1.5 本文的主要工作
本文主要是针对激光制导中偏振光接收装置的高速运动而设计了偏振光的动态接收与识别系统，通过检测偏振光的偏振态来确定导弹的位置，以此来调整导弹的方向。本文对设计方案的工作原理、元件组成以及元件的选择做了具体分析。第一章了解了偏振光的应用情况，国内外偏振光检测的研究成果和研究现状。第二章分析了常用的静态检测椭圆偏振光的方法，并在此基础上研究偏振光的动态接收检测系统，并尝试分析了可能出现的误差。第三章主要是具体分析了本文的设计方法，对光源的选择、光电探测器的选择、光线正入射时波片的作用、延迟量、波片的口径、波片的型号、 波片的材料以及偏光棱镜的透射比等做了分析，确定了设计方案中光线正入射时光源的种类、光电探测器的型号、波片的具体特征和棱镜的型号。
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