基于湍流相位屏水下偏振光传输的矢量蒙特卡洛模拟方法技术

本发明专利技术公开了基于湍流相位屏水下偏振光传输的矢量蒙特卡洛模拟方法，包括生成光子的初始坐标与方向；确定入射光的Stokes参量和散射方向；更新Stokes参量和散射方向；选定海洋功率谱，根据功率谱反演方法和高阶次谐波补偿法，联合生成仿真所用湍流相位屏；计算光子的随机步长；根据光子坐标、光子方向余弦与随机步长，判断光子是否与相位屏相交、是否达到接收面；若光子未与相位屏相交、未到达接收面，则更新碰撞后光子的坐标、方向、权重及Stokes矢量；若光子与相位屏相交，未到达接收面，则计算光子与相位屏相交的坐标，更新光子坐标、方向及stokes矢量以及光子权重。本发明专利技术更加全面的模拟偏振光在海水中的传输过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水下激光偏振探测领域，尤其是基于湍流相位屏水下偏振光传输的矢量蒙特卡洛模拟方法。

技术介绍

1、光学探测是人类对水下资源探测的主要手段之一，20 世纪 60 年代海水中发现蓝绿透射窗口以及光波相对声波方向性好、定位准确和准直度高的优势，为水下光学探测提供了理论基础。蓝绿激光具有穿透能力强、探测精度高等优点，被广泛应用于水深探测、海底地形地貌绘制及目标探测等领域，蓝绿激光海洋探测技术已成为一项极具发展潜力的热点技术。

2、海水对光信号的传播产生的复杂影响，包括由悬浮粒子、浮游生物和溶解盐引起的光信号吸收和散射效应，以及海水盐度、温度和密度变化导致的湍流效应，这些因素共同作用，导致光传输路径扭曲和光的偏振态随机变化，进而影响水下光通信和偏振光探测技术的效率和可靠性。吸收会导致光信号的能量衰减，而散射则会使光线偏离原始传播路径，引起到达接收器的光强减弱。由于散射路径的多样性，还会引入时延，导致信号失真。另外，光与水中的微粒相互作用会导致光的偏振态随机变化，在水下激光偏振探测系统中，偏振信息是重要的信号属性之一。如果偏振态在传播过程中发生本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于湍流相位屏水下偏振光传输的矢量蒙特卡洛模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于湍流相位屏水下偏振光传输的矢量蒙特卡洛模拟方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：

3.根据权利要求1所述的基于湍流相位屏水下偏振光传输的矢量蒙特卡洛模拟方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：设定为入射波总光强，为入射波的x和y两个方向光强的相差值；为± 45°线偏振光分量；表示偏振光中圆偏振的比例，入射波的Stokes矢量可以表示为，其联合概率密度函数可表示为：

4.根据权利要求1所述的基于湍流相位屏水下偏振光传输的矢量蒙特卡洛模拟方法，其特...

【技术特征摘要】

1.基于湍流相位屏水下偏振光传输的矢量蒙特卡洛模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于湍流相位屏水下偏振光传输的矢量蒙特卡洛模拟方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：

3.根据权利要求1所述的基于湍流相位屏水下偏振光传输的矢量蒙特卡洛模拟方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：设定为入射波总光强，为入射波的x和y两个方向光强的相差值；为± 45°线偏振光分量；表示偏振光中圆偏振的比例，入射波的stokes矢量可以表示为，其联合概率密度函数可表示为：

4.根据权利要求1所述的基于湍流相位屏水下偏振光传输的矢量蒙特卡洛模拟方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雅倩，王章军，彭佳宝，陈超，于洋，李先欣，李辉，王秀芬，庄全风，薛博洋，潘新，
申请(专利权)人：山东省科学院海洋仪器仪表研究所，
类型：发明
国别省市：