题目：双波长激光偏振成像接收光路设计及图像处理

目前用于各种测量的的激光雷达系统通常利用收发脉冲的时间、回波强度等参量来对探测目标进行成像。但在植被遥感、环境遥感以及军事遥感的某些方面，这些传统的激光雷达遥感却显得力不从心。其中很重要的一点是激光的偏振信息没有得到应有的开发和利用。同时，单波长的激光源对于复杂的自然环境缺乏普适性，获得的图像也不能够完全反应目标区域的特性。本课题是国家自然科学基金和航空基础科学基金研究项目。在国内外研究的基础上改进了双波长偏振激光雷达，以实验现有条件，优化了其中的反射式卡塞格林望远镜系统，减小了副镜对误差的影响，并设计了双波长偏振激光雷达的透射式接收光路，分析了具体的设计过程，给出了有效焦距为100mm和65mm的两种结构的关键参数，通过软件仿真优化得到了较好的效果。同时，通过已有系统加以改进获得了水平方向和垂直方向的偏振图形，分析了偏振探测的消偏振机理，以及表面散射和体散射对目标偏振度的影响。给出了偏振探测系统的实验装置，利用半导体激光器照明，目标的后向散射光由卡塞格林望远镜接收，经过偏振分光棱镜成像在两个CCD上，通过一次测量获得偏振状态相互垂直的两幅图像，然后计算出目标的强度和偏振度，分别利用强度和偏振度编码成像。通过对带有玩具飞机、硬币、木片的实验目标测试，结果表明在目标的反射率相近时，强度图像不能区分人造目标和自然目标，但是不同目标的消偏振特性不同，人造目标和自然目标具有不同的偏振度，利用偏振度编码成像能够达到区分人造目标和自然目标的目的。最后融合强度和偏振度图像进行HIS伪彩色编码，利用不同颜色表示不同材料的目标，从而达到目标探测的目的，证明了偏振遥感成像在目标探测、识别和分类中的可行性。