[发明专利]一种基于线性偏振光的偏振跟踪系统及方法有效
申请号: | 201010611180.9 | 申请日: | 2010-12-29 |
公开(公告)号: | CN102073324A | 公开(公告)日: | 2011-05-25 |
发明(设计)人: | 王强;马晶;谭立英;于思源;韩琦琦;付森;宋义伟 | 申请(专利权)人: | 哈尔滨工业大学 |
主分类号: | G05D3/12 | 分类号: | G05D3/12;G01B11/26 |
代理公司: | 哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109 | 代理人: | 张宏威 |
地址: | 150001 黑龙*** | 国省代码: | 黑龙江;23 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 线性 偏振光 偏振 跟踪 系统 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种偏振跟踪系统及方法。
背景技术
对于相干空间激光通信系统来讲,需要采用线偏振光作为信标光和信号光。而对入射的激光光束的偏振方向的高精度跟踪是保证其正常工作的一个主要先决条件。但是相干空间激光通信系统所处的空间环境相对复杂,目前没有一种很好的方法来解决对激光偏振方向的精确跟踪。
发明内容
本发明为了解决现有的偏振跟踪方法的跟踪精确度低的问题,从而提供一种基于线性偏振光的偏振跟踪系统及方法。
一种基于线性偏振光的偏振跟踪系统,它包括计算机,它包括步进电机、检偏器、CCD探测器和图像采集卡,检偏器固定在步进电机的输出轴上,入射线偏振光经检偏器入射至CCD探测器的探测面上,所述CCD探测器的图像信号输出端与图像采集卡的图像信号输入端连接,所述图像采集卡的图像灰度信号输出端与的计算机的图像灰度信号输入端连接,所述计算机的控制信号输出端与步进电机的控制信号输入端连接,所述检偏器能够沿入射光的光轴进行360度旋转。
基于上述系统的一种基于线性偏振光的偏振跟踪方法,它由以下步骤实现:
步骤一、入射线偏振光通过检偏器入射至CCD检测器的探测面上,所述CCD探测器对入射线偏振光进行拍照,获得入射线偏振光图像;
步骤二、CCD探测器将步骤一获得的入射线偏振光图像发送至图像采集卡,图像采集卡对所述入射线偏振光图像进行灰度检测,并将检测结果发送至计算机;
步骤三、计算机对步骤二获得的检测结果进行处理,获得CCD采集线偏振光的灰度值信息,并根据偏振光学中的马吕斯定律获得检偏器的转动角度信息,进而根据所述检偏器的转动角度信息驱动步进电机带动检偏器旋转至与入射线偏振光的偏振方向一致,实现对入射线偏振光的偏振跟踪。
有益效果:本发明利用CCD探测器所采集的灰度图像,提取线偏振光的偏振方向变化信息,从而实现对线偏振光的精确偏振跟踪,跟踪精度可达到0.1°在保证高精度的同时,本发明能够实现对线偏振光的偏振方向的实时性跟踪。
附图说明
图1是本发明系统的结构示意图,其中标记b为入射线偏振光,标记c为通过检偏器后的线偏振光;图2是本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1说明本具体实施方式,一种基于线性偏振光的偏振跟踪系统,它包括计算机5,它包括步进电机1、检偏器2、CCD探测器3和图像采集卡4,检偏器2固定在步进电机1的输出轴上,入射线偏振光经检偏器2入射至CCD探测器3的探测面上,所述CCD探测器3的图像信号输出端与图像采集卡4的图像信号输入端连接,所述图像采集卡4的图像灰度信号输出端与的计算机4的图像灰度信号输入端连接,所述计算机4的控制信号输出端与步进电机1的控制信号输入端连接,所述检偏器2能够沿入射光的光轴进行360度旋转。
具体实施方式二、本具体实施方式与具体实施方式一所述的一种基于线性偏振光的偏振跟踪系统的区别在于,CCD探测器3的型号为MTV-1801。
本实施方式选用台湾敏通公司生产的MTV-1801的CCD相机,主要参数如下:像元数795(H)×596(V);光谱响应范围400nm~1100nm;分辨率600TVL;探测灵敏度0.021lx;信噪比大于46dB;工作温度为-10℃~50℃。
具体实施方式三、本具体实施方式与具体实施方式一所述的一种基于线性偏振光的偏振跟踪系统的区别在于,图像采集卡4为基于1394协议的视频数据采集卡。
具体实施方式四、本具体实施方式与具体实施方式一所述的一种基于线性偏振光的偏振跟踪系统的区别在于,检偏器2的消光比为500∶1。
具体实施方式五、本具体实施方式与具体实施方式一所述的一种基于线性偏振光的偏振跟踪系统的区别在于,步进电机1是混合式二相步进电机。
本实施方式中,混合式二相步进电机的步距角为1.8°,细分比选取为16细分,则最小步距角θb=0.0188°,相应的脉冲角度比Kt=2/0.0375。
具体实施方式六、结合图2说明本具体实施方式,基于具体实施方式一所述的一种基于线性偏振光的偏振跟踪系统的一种基于线性偏振光的偏振跟踪方法,它由以下步骤实现:
步骤一、入射线偏振光通过检偏器2入射至CCD检测器3的探测面上,所述CCD探测器3对入射线偏振光进行拍照,获得入射线偏振光图像;
步骤二、CCD探测器3将步骤一获得的入射线偏振光图像发送至图像采集卡4,图像采集卡4对所述入射线偏振光图像进行灰度检测,并将检测结果发送至计算机5;
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