伪装涂层的偏振散射及其影响因素研究

利用多波段偏振CCD相机在光学与红外波段测试伪装涂层的偏振散射特征,并提取其中的偏振信息,研究了测试条件对涂层材料散射偏振度的影响.结果表明,测试过程中的光照条件与探测波段对涂层散射偏振度的影响很大.涂层对入射光的散射作用可以分为面散射和体散射两部分.面散射使偏振度增大而体散射具有消偏振的作用;光线垂直入射时,体散射起主要作用,涂层具有较小的偏振度;随着入射角的增大,面散射在散射光中的比例也逐渐增大,成为涂层偏振度的主要影响因素.研究发现在偏振遥感中利用合适的角度和波段进行探测对复杂背景中伪装目标的识别具有重要意义.     

舰船远场微气泡尾流的退偏特性

为研究船远场微气泡尾流对偏振光的消偏作用,采用偏振光传输的Monte Carlo模拟程序仿真了尾流气泡幕前向散射偏振度和穆勒矩阵元的二维分布模式,计算了入射光的偏振态、气泡幕的散射系数、气泡幕的厚度以及气泡平均粒径4个类型参量改变时尾流气泡幕前向散射的退偏特性.研究结果表明:尾流气泡幕前向散射偏振度随着入射光偏振态的变化存在不同的方位选择取向,相比于圆偏振光气泡幕对线偏振光有较强的退偏作用,尾流气泡幕退偏作用随着气泡幕厚度和散射系数的增加而增强,随着气泡幕平均粒径的增大偏振度的震荡增大并最终趋于平稳.     

基于偏振技术的水下探测器光学系统设计

为了实现探测水下物体并区分材质的需求,研制了一套水下激光偏振探测设备,并设计出光学系统。偏振度是通过光学方法区分物体材质的重要参数之一,只要已知被测物体反射光的Stokes矢量,就可以求出偏振度。光学系统中共有两种方法来实现对Stokes矢量的测量:在焦面放置光电二极管直接测光强,或者放置CCD成像,通过分析图像灰度值得出光强信息。结合技术指标,在Zemax软件中运用小像差互补原理,优化设计了具有良好成像质量的光学系统。设计结果为焦距109.9mm,视场为5.2°,F数达到2.1,满足光学系统指标要求并且可以实现高精度的测量。系统仅使用5片球面透镜,结构简单紧凑,易于加工制造。将该光学设备加工出来,进行了简单的实验,证明了该光学系统的可行性。     

椭偏法细丝在线监测系统设计及数据分析

椭圆偏振测量是一种具有原子层级灵敏度的无破坏性光学测量技术。作者论证了当入射光波长λ及入射光偏振态确定时,对应于半径为R的细丝,其衍射光强不仅与散射角φ有关,而且与散射场光强分布表现为m阶序列傅里叶变换的序列阶数m有关,因而选择φ和m为测量参数;测量系统在连续采样的每一步进中密集采样,采用对同一数据点进行重复测量了均值的方法提高采样精度;为了提高信噪比,对采样数据用曲线拟合最小二乘法进行二次滤波;对实测数据进行分析,结果表明偏振散射特征及其对散射光场强度分布的影响与散射光在传播过程中偏振度的径向分布有关。     

单次散射条件下大气偏振中性点的特性研究

为了消除大气散射辐射对地物识别的影响,提高地物遥感偏振识别的精度,从平面分层大气中的辐射传输方程入手,推导单次散射时天空散射光的偏振度及偏振中性点的大小与分布,利用全天空遥感偏振测量装置对天空偏振现象进行了观测实验.测量结果表明,天空散射光的偏振度分布与单位体积空气散射光偏振度的分布是一致的;大气偏振中性点在距反日点角距约15°~25°的范围内变化;偏振度围绕偏振中性点有规律的分布.     

金属颗粒的光散射模拟

以Mie理论为基础,用数值计算方法分析了金属球型颗粒的光散射特性,给出了金属颗粒对平行入射光的散射强度函数和散射偏振度的数值计算方法。利用Matlab软件模拟得到了散射光强度函数和偏振度随散射角和尺度参量变化的三维图。模拟结果表明:偏振峰个数随尺度参量的增大而增多,偏振峰之间的距离随尺度参量的增大而缩小。这种变化趋势可以作为检测金属颗粒粒径的理论依据。     

声光调制器偏振衍射特性的分析

为了研究声光调制器的偏振衍射特性,在声光布拉格衍射理论基础上,构建了由声光调制器、偏振片、功率计和激光器组成的光学实验结构,分析了入射光偏振面方向与各级衍射光强度的关系.结果表明随着入射光偏振面由竖直方向转向水平方向,零级光强度逐渐增大,其功率可达到90μW,高级次衍射光强度较小,最小功率为1μW,衍射级次越高衍射光强度越小,不同方向上的声光优值,声光调制器的各级衍射光强度会随入射光偏振面的转动而变化,高级次衍射光强度受调制频率的影响较大.     

偏振模色散补偿中2种偏振度取样方式的特性

建立了一个数值计算模型,详细分析了40?Gbit/s光纤通信系统中,以偏振度作为反馈控制信号的偏振模色散自动补偿技术的2种取样方式的性能. 通过数值模拟计算了补偿后的误码率和偏振度, 结果表明,以单偏振态的偏振度作为反馈信号的取样方式只能用于自由度较少的2段偏振模色散补偿器进行偏振模色散补偿,对于自由度较多的3段偏振模色散补偿器则达不到理论上的预示效果,反而有可能陷入局部极大值而引入高阶偏振模色散,使得补偿后误码率变大. 使用4个以上的自由度进行补偿则宜采用偏振度椭球的短轴作为反馈信号.     

基于液晶光调制器的可控偏振分光技术研究

为了实现对光信号的可调分光,设计一个动态可控分光器。利用液晶的双折射效应,建立可控偏振分光器系统。根据琼斯矩阵理论推导出光传输矩阵,得出透射光与反射光的分光比和液晶驱动电压的关系表达式。入射线偏光经过液晶后,其偏振态随液晶驱动电压变化而产生变化。而不同偏振态的光束经过偏振分光棱镜后,光束将会被分为光强大小随之变化的两束光,从而实现入射光的可调分光。实验数据的分析结果表明,在液晶的阈值电压与饱和电压之间能实现分光比为0~25之间连续可调分光。此装置对入射光为偏振光能进行精确分光,其分光效果与理论分析基本吻合。     

线偏振入射光在胆甾相液晶中传播特性的研究

本文以麦克斯韦电磁波方程为基础．通过引入局域坐标系和泡利矩阵等数学处理，得出了沿螺旋轴方向入射的线偏振光在胆甾相液晶申传播的波动方程及电矢量的一般公式，并由此讨论了波长与液晶螺距相差很大的线偏振入射光在胆甾相液晶中传播过程中偏振状态和偏振方向的变化规律。     

一种空间偏振目标制导方法研究

在激光驾束制导技术中,激光偏振编码、解码技术是实现驾束制导的关键技术之一。首先概述激光驾束制导中空间激光偏振编解码技术,其次利用铌酸锂晶体的电光效应对偏振光进行分析,在此基础上采用琼斯矩阵对偏振光进行描述,将经过解码后的光信号进行分析处理,以达到最终制导的目的。     

面曝光快速成形系统的光学成像系统设计

为了得到曝光量均匀的工作面,满足面曝光快速成形技术的需要,提出1种对投影仪成像光路的改造方法.选择反远距光路,2次成像的光学成像系统设计方案,使用非定制镜片,设计用于面曝光快速成形系统的光学成像系统,该系统由2个组元和1个光阑构成.使用ZEMAX软件对像差进行分析,系统最大慧差值为0.08mm,最大像面畸变为1.1%,像面中心分辨率达0.05mm.该成像光学系统的设计,为低成本面曝光快速成形系统的构建提供了基础.     

电光调制系统激光偏振传输特性分析

运用激光偏振性矢量传输理论分析电光调制系统中激光传输特性 .导出电光调制系统偏振传输矩阵 .系统分析电光调制传输系统对激光偏振性的变换特性 .     

电光调制系统激光偏振传输特性分析

运用激光偏振性矢量传输理论分析电光调制系统中激光传输特性。导出电光调制系统偏振传输矩阵。系统分析电光调制传输系统对激光偏振性的变换特性。     

Practical calibration method for instantaneous polarization radar systems utilizing a metal sphere

A practical calibration method is proposed for instantaneous polarization radar systems.The method only needs one measurement by using a metal sphere.The distortions of system and the actual polarization scattering matrix（PSM）of target can be obtained.First,an instantaneous polarization radar system is presented.The system can obtain PSM by a single pulse echo.The dual-polarization antenna can transmit and receive two orthogonal polarization waves.The multilayer micro-strip patch antenna is adopted for this kind of radar system.Second,based on the multi-port network theory,the operation and system errors of instantaneous polarization radar system are analyzed.By making assumption on the cross-talk factors of antenna,distortion matrices of R and Tare derived.Finally,the calibration method based on instantaneous polarization measurement is introduced.Simulation results show the performance of this calibration method.The values of calibrated PSM are in agreement with the actual ones after calibration.     

基于KAZE特征匹配的偏振图像配准算法研究

偏振成像系统主要通过多相机或多通道成像,图像之间存在平移或旋转,偏振解析前必须进行图像配准,否则可能会产生虚假偏振信息。传统的配准算法主要有SIFT和SURF的特征配准算法,但其采用线性高斯金字塔进行多尺度分解来消除噪声和提取特征点,易造成边界模糊和细节丢失。本文从非线性尺度空间构建出发,提出一种基于KAZE特征匹配的偏振图像配准算法。首先,利用Hessian矩阵寻找特征点及其描述向量;然后以最小Hamming距离作为特征点的度量,计算单应矩阵并利用双线性插值实现不同偏振方位角图像之间的配准;最后,以FD1665P相机拍摄的图片为样本进行了实验验证。实验结果表明,本文算法相对基于SIFT和SURF特征点匹配的配准算法,归一化互信息增大、均方根误差减小,配准精度有很大提高。     

偏振光应用于癌症早期检测的研究进展

介绍了偏振光在偏振门技术、后向偏振散射光谱术、米勒矩阵测量方面的应用,且引入了偏振门的上皮组织成像将更清晰,后向偏振散射光谱对上皮组织细胞核的尺寸分布、粒子数密度及相对折射率的变化相当敏感,米勒矩阵也能反映散射介质的光学特征等观点。因而认为偏振光在癌症早期检测技术中具有潜在应用意义。     

纳米复合薄膜非线性光学性质的数值研究

利用Maxwell-Garnert理论,从理论上分析了贵金属金和银嵌入SiO2主体基质复合体系的非线性光学性质.进一步从数值上研究了体系的有效线性介电函数和光学非线性随体积分数和形状因子的变化,发现体系的光学非线性更依赖于金属颗粒组分的体积因子.同时研究了s方向和p方向极化的总反射率的行为.