激光与红外

作者：钟一鸣

单位：1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春 130033；2.中国科学院大学,北京 100049；3.中国科学院大学 材料与光电研究中心,北京 100049；

关键词：海洋光学;水下目标探测;海面模拟;统计波模型

基金：国家自然科学基金项目(No.41405021)资助。

利用激光进行主动成像探测正在海洋探测发挥越来越重要的作用。波涛起伏的海面是一个复杂折射系统,能够对跨介质的水下目标光学成像探测产生复杂影响。为了研究海面起伏对光学成像的影响,本文先以Gerstner波为对象从机理上进行了分析,得出只有在大角度入射,也就是光入射到海浪波峰附近的小范围区域中时,海面折射才会对探测产生较大影响。接着本文使用基于Phillips海浪谱的统计波模型建立了模拟海面,并统计了垂直光照条件下入射角,发现绝大多数都是小角度角；然后分析了折射后各点光线的具体偏折情况；最后进行了成像模拟,用结构相似度(SSIM)评价了不同海况下的图像质量。研究结果说明海面起伏对探测的影响较小且对光在各处的削弱均匀,没有呈现与水面对应的复杂情况；图像质量随海况等级的提升而指数下降。

来源：2021年第10期

《激光与红外》期刊编辑部

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