偏振成像探测技术是目前被广泛研究的一种探测技术,由于该技术能够提供被探测目标新的信息,使得它对目标具有独特的检测和识别能力,该技术在遥感、地质勘探、材料分析、海洋监测和医学诊断等领域具有良好的应用价值。本文将偏振探测技术应用到条纹管激光雷达系统中,设计了以条纹管为探测器的偏振成像系统,该系统相对其它的偏振探测系统结构简单易实施,并提高了条纹管激光成像系统对复杂背景下目标的探测概率。首先,本文设计并建立了条纹管激光雷达偏振成像实验系统。根据目标偏振度的计算式,推导了当发射激光为椭圆、圆、线偏振光时,偏振系统中各偏振元件的具体方位角。由理论计算,建立了条纹管激光雷达偏振成像实验系统,在单脉冲一次测量下,条纹管探测器可接收到由wollaston棱镜分开的两束偏振光,形成两条纹像,从而同时得到目标的强度像和偏振度图像,且成像时不需要移动任何光学元件。其次,在实验上研究了目标的偏振散射特性,即目标的偏振度,并验证了本文所建立的偏振成像系统良好的探测性能。测量了室内不同类型目标在三种偏振态激光探测下的偏振度,对比分析表明,不同目标间的偏振度有明显的差异,这说明可以利用偏振度来对目标检测和辨别,其中线偏振光探测时效果最佳;且发现目标的强度与偏振度近似成反比关系,偏振度是对强度的一种很好补充,多目标的成像实验结果验证了这一点。为了进一步验证系统的探测能力,对隐藏目标以及室外楼宇进行了偏振扫描成像实验,结果显示偏振度图像具有更高的对比度,有效地从复杂背景中检测出了感兴趣的目标,能够探测出强度图像无法探测出的目标,提高了对隐蔽目标以及低反射率目标的探测概率。最后,分析了偏振成像系统中多种因素引起的偏振度计算误差,包括偏振元件、图像处理等因素。计算结果表明,在线偏振光探测下,它们产生的偏振度误差不超过±0.03,说明了实验所得数据较准确,偏振成像系统的可靠性较好。本文所建立的条纹管激光雷达偏振成像系统,提高了对目标的探测概率,可以实现对目标更精确的探测,这在目标检测和识别以及雷达遥感等方面具有很高的实际应用价值。