一种用于海雾环境模拟系统的增程装置及测试方法，属于光学增程技术领域，包括激光发射子系统、盐雾/水雾发生与控制子系统以及激光接收子系统，激光发射子系统、盐雾/水雾发生与控制子系统以及激光接收子系统之间并行排列且光学连接；本发明专利技术用于开展在模拟海雾环境下的海面光传输特性的测试和评估，为海面光电探测提供室内模拟实验环境，对海雾的介质颗粒、海雾浓度、海表面温度湿度等进行模拟，可以大幅度提高传输距离，进而开展在模拟海雾环境下的海面光传输特性的测试和评估，为海面光电探测的效能提升提供数值仿真依据以及更多的理论和技术支撑，使得测试效果可靠性提高，为后续的理论研究提供了较好的环境。后续的理论研究提供了较好的环境。后续的理论研究提供了较好的环境。
【技术实现步骤摘要】
一种用于海雾环境模拟系统的增程装置及测试方法
[0001]本专利技术属于光学增程
，特别是涉及到一种用于海雾模拟系统的增程装置及其光学特性测试方法。
技术介绍
[0002]海雾是因空气作用在海面上生成的雾，由于形成原因不同，因而海雾类型繁多，且其参数测量困难。海雾作为一种灾害气象条件，严重影响海面观察以及测量、军事侦查、海洋施工作业、海运航行等活动的开展，因此对于海雾的研究受到广泛重视。近年来，对于海雾的研究逐渐深入到理论仿真和工程
，但是对于模拟海雾环境下光传输特性的研究未见报道。而海雾对光电探测设备在海洋环境下的使用，存在探测距离缩短、信噪比降低、成像对比度下降、杂波干扰严重等不利因素，因此现有技术中亟需一种新的技术方案来解决这一技术问题。
技术实现思路
[0003]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种用于海雾环境模拟系统的增程装置及测试方法，在室内环境可以模拟海雾环境下的激光传输，同时对海雾的介质颗粒、海雾浓度、海表面温、湿度等进行模拟，通过海雾模拟的增程装置形成多次折返可以增加传输距离，为海面光电探测提供室内模拟实验环境，用于开展在模拟海雾环境下的海面光传输特性的测试和评估，为光电探测克服海雾的干扰，为海面光电探测的效能提升提供数值仿真依据以及更多的理论和技术支撑，使得测试效果的可靠性提高，并且可以在后续的仿真中得到更真实的效果，为后续的理论研究提供较好的环境。
[0004]一种用于海雾环境模拟系统的增程装置，其特征是：包括激光发射子系统、盐雾/水雾发生与控制子系统以及激光接收子系统，激光发射子系统、盐雾/水雾发生与控制子系统以及激光接收子系统之间并行排列且光学连接；
[0005]所述激光发射子系统包括激光器、空间光调制器、衰减片、起偏器、λ/4玻片以及光束整形器，激光器出射激光方向上依次设置有空间光调制器、衰减片、起偏器、λ/4玻片以及光束整形器；
[0006]所述盐雾/水雾发生与控制子系统包括盐雾箱、水雾箱，盐雾箱与水雾箱之间设置有透射镜组，所述盐雾箱靠近激光发射子系统的侧壁上设置有反射镜Ⅰ，盐雾箱的箱体上下内壁设置有两个折射镜组Ⅰ；所述水雾箱靠近激光接收子系统侧壁上设置有反射镜Ⅱ，水雾箱的箱体上下内壁设置有两个折射镜组Ⅱ；
[0007]所述激光接收子系统包括三角棱镜、分光棱镜、偏振探头、偏振态测量仪、光功率计探头以及光功率计，所述三角棱镜设置在反射镜Ⅱ的透射光方向上；所述分光棱镜设置在三角棱镜的出射光方向上；所述偏振探头设置在分光棱镜水平出射光线上，与偏振态测量仪连接；所述光功率计探头设置在分光棱镜垂直出射光线上，与光功率计连接。
[0008]所述盐雾/水雾发生与控制子系统还包括控制电源、盐雾控制台、盐雾发生装置、
水雾控制台以及水雾发生装置，所述控制电源分别与盐雾控制台和水雾控制台连接；所述盐雾控制台与盐雾发生装置连接；所述水雾控制台与水雾发生装置连接。
[0009]所述折射镜组Ⅰ包含2个以上折射镜，依次交替设置在盐雾箱的上壁和下壁上，其中每个折射镜的位置均与入射光线传输对齐；所述折射镜组Ⅱ包含2个以上折射镜，依次交替设置在水雾箱的上壁和下壁上；其中每个折射镜的位置均与入射光线传输对齐。
[0010]一种海雾环境模拟系统的光传输特性测试方法，其特征是：应用所述的一种用于海雾环境模拟系统的增程装置，包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，
[0011]步骤一、准备实验环境
[0012]清洁盐雾箱和水雾箱箱体内部，调节两箱体内的温度和湿度；对激光发射子系统和激光接收子系统的各仪器进行检测标定；
[0013]步骤二、模拟盐雾/水雾产生
[0014]开启控制电源，设定盐雾发生装置的介质浓度，将配置好的盐水倒入盐雾控制台内，启动开关，通过盐雾发生装置向盐雾箱体内部填充以盐晶颗粒为内核的水雾粒子作为传输介质；设定水雾发生装置的介质浓度，将水倒入到水雾控制台内，启动开关，通过水雾发生装置向水雾箱体内部填充水雾粒子作为传输介质；
[0015]步骤三、调节激光发射子系统
[0016]调节激光器发射相应波段的激光，平行射入空间光调制器中，出射激光依次经过衰减片衰减，经过起偏器变为偏振光，经过λ/4玻片将偏振光变为圆偏振光，最后通过光束整形器分为可调节光束；
[0017]步骤四、盐雾/水雾箱体的增程
[0018]激光从光束整形器平行射入盐雾箱的反射镜I，利用光的反射通过箱体上下内壁的折射镜组I形成一次以上折返，增加距离，再穿过两箱体间的透射镜组后在水雾箱体上下内壁的折射镜组Ⅱ进行一次以上折返，最后从水雾箱右侧的反射镜Ⅱ穿出；
[0019]步骤五、调节激光接收子系统
[0020]从水雾箱内透射出来的光束经过三角棱镜水平入射到分光棱镜中，把光束分为相互垂直的两束，一束射入偏振探头，用以在偏振态测量仪上测量各偏振态测试值；一束射入光功率计探头，用以在光功率计上记录功率大小，保存数值后进行对比分析得出实验结论；
[0021]步骤六、实验结束
[0022]关闭激光器，打开盐雾控制台以及水雾控制台开关进行排风，等待控制台显示浓度降到正常值，关闭两个控制台开关，关闭控制电源；
[0023]至此，一种海雾环境模拟系统的光传输特性测试试验完成。
[0024]所述步骤三的可调节光束包括高斯光、平顶光和环形光。
[0025]通过上述设计方案，本专利技术可以带来如下有益效果：一种用于海雾环境模拟系统的增程装置及测试方法，用于开展在模拟海雾环境下的海面光传输特性的测试和评估，为海面光电探测提供室内模拟实验环境，对海雾的介质颗粒、海雾浓度、海表面温度湿度等进行模拟，可以大幅度提高传输距离，进而开展在模拟海雾环境下的海面光传输特性的测试和评估，为海面光电探测的效能提升提供数值仿真依据以及更多的理论和技术支撑，使得测试效果可靠性提高，并且可以在后续的仿真中得到更真实的效果，为后续的理论研究提供了较好的环境。
[0026]进一步的，带有透射镜组、折射镜组、透射镜的模拟海雾增距装置，可达到大幅度增加海雾模拟装置的传输距离，更好地模拟真实海雾环境及后续仿真，亦可为后续理论研究提供足够的实验条件；
[0027]配有盐雾控制台、盐雾发生装置、水雾控制台、水雾发生装置，具备配置相应浓度盐水以及控制盐雾/水雾出雾量等功能，用以配合海雾模拟装置；
[0028]发射端加入的空间光调制器可以分离得到完全相干光和部分相干光，光束整形器可满足高斯光、平顶光和环形光等多种光分别测试的效果，以达到模拟控制环境最大化。
附图说明
[0029]以下结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的说明：
[0030]图1为本专利技术一种用于海雾环境模拟系统的增程装置结构示意框图。
[0031]图中1
‑
激光发射子系统、2
‑
盐雾/水雾发生与控制子系统、3
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激光接收子系统、4
‑
盐雾箱、5
‑
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于海雾环境模拟系统的增程装置，其特征是：包括激光发射子系统(1)、盐雾/水雾发生与控制子系统(2)以及激光接收子系统(3)，激光发射子系统(1)、盐雾/水雾发生与控制子系统(2)以及激光接收子系统(3)之间并行排列且光学连接；所述激光发射子系统(1)包括激光器(6)、空间光调制器(7)、衰减片(8)、起偏器(9)、λ/4玻片(10)以及光束整形器(11)，激光器(6)出射激光方向上依次设置有空间光调制器(7)、衰减片(8)、起偏器(9)、λ/4玻片(10)以及光束整形器(11)；所述盐雾/水雾发生与控制子系统(2)包括盐雾箱(4)、水雾箱(5)，盐雾箱(4)与水雾箱(5)之间设置有透射镜组(14)，所述盐雾箱(4)靠近激光发射子系统(1)的侧壁上设置有反射镜Ⅰ(12)，盐雾箱(4)的箱体上下内壁设置有两个以上折射镜组Ⅰ(13)；所述水雾箱(5)靠近激光接收子系统(3)侧壁上设置有反射镜Ⅱ(16)，水雾箱(5)的箱体上下内壁设置有两个以上折射镜组Ⅱ(15)；所述激光接收子系统(3)包括三角棱镜(22)、分光棱镜(23)、偏振探头(24)、偏振态测量仪(25)、光功率计探头(26)以及光功率计(27)，所述三角棱镜(22)设置在反射镜Ⅱ(16)的透射光方向上；所述分光棱镜(23)设置在三角棱镜(22)的出射光方向上；所述偏振探头(24)设置在分光棱镜(23)水平出射光线上，与偏振态测量仪(25)连接；所述光功率计探头(26)设置在分光棱镜(23)垂直出射光线上，与光功率计(27)连接。2.根据权利要求1所述的一种用于海雾环境模拟系统的增程装置，其特征是：所述盐雾/水雾发生与控制子系统(2)还包括控制电源(21)、盐雾控制台(17)、盐雾发生装置(18)、水雾控制台(19)以及水雾发生装置(20)，所述控制电源分别与盐雾控制台(17)和水雾控制台(19)连接；所述盐雾控制台(17)与盐雾发生装置(18)连接；所述水雾控制台(19)与水雾发生装置(20)连接。3.根据权利要求1所述的一种用于海雾环境模拟系统的增程装置，其特征是：所述折射镜组Ⅰ(13)包含2个以上折射镜，依次交替设置在盐雾箱(4)的上壁和下壁上，其中每个折射镜的位置均与入射光线传输对齐；所述折射镜组Ⅱ(15)包含2个以上折射镜，依次交替设置在...
【专利技术属性】
技术研发人员：付强，谢国芳，段锦，张肃，战俊彤，王佳林，刘壮，王超，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：
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