多角度偏振反射与二向性反射定量关系初探

在反射、散射和透射电磁辐射的过程中,地表或大气中的目标地物将产生与它们自身性质有关的偏振特性.因此,地物的偏振信息探测成为遥感目标识别的新手段.偏振反射是伴随着目标的二向性反射而产生的,在探测目标地物的二向性反射的同时,可以通过偏振器获得目标地物偏振态的三维空间分布.本文从多角度偏振遥感机理的角度出发,研究了偏振化二向性反射与二向性反射之间存在的定量关系,并从实验上验证了二向反射、45°偏振、偏振均值三者在2π空间的相应方位角、天顶角、探测角以及通道上的反射比均相等.     

三因素及其交互作用对植物叶片多角度偏振高光谱特征的影响

在反射、散射和透射电磁辐射的过程中,植物叶片表面将产生与它们自身性质有关的偏振特征,完全可以作为遥感信息中有价值的信息来源.多角度对地观测能获得更为详细可靠的地面目标三维空间结构参数,使定量遥感成为可能.对植物叶片的多角度偏振高光谱探测成为定量遥感中的一种新手段.在分析植被叶片的多角度偏振高光谱特征基础之上,设计了一个3因素2水平的正交试验.通过对实验数据的方差分析发现,偏振角、入射天顶角、叶绿素以及三个因素之间的交互作用都可以对植物叶片的偏振反射产生影响,偏振角和入射天顶角对植物叶片的影响特别显著,二者的交互作用也有显著的影响.因此在今后的研究中,既要考虑单因素本身对植被叶片的偏振反射的影响,还要考虑到交互作用所起到的影响.     

多角度偏振辐射计的光机设计

介绍了多角度偏振辐射计的光机系统组成及其工作原理。根据仪器的工作原理,进行了光学系统的设计,从保证偏振测量精度和满足光学设计要求出发,重点解决了集束系统光轴平行性、视场对准的一致性问题,给出了多角度偏振辐射计的光机设计结果。     

偏振反射光谱在生物医学光子学中的应用

偏振反射光谱是近年来生物医学光子学中发展迅速的一种新型诊断组织信息技术,能对生物组织微观结构组成进行快捷准确的探测,具有强偏振敏感、非侵入、低成本和快速等特性,在肿瘤的早期诊断和在体生物组织的上皮黏膜检测研究等方面具有重要的应用价值.综述了偏振反射光谱技术的基本原理和测量装置及其在肿瘤的早期诊断和在体生物组织上皮黏膜的光检测等生物医学方面的研究.     

偏振反射光谱和信息熵的环境污染物成分定量检测

为了实现环境污染物成分的优化检测,提出基于偏振反射光谱和信息熵的环境污染物成分定量检测技术。采用偏振反射光谱检测方法实现对环境污染物成分的数据信息采集,将测试环境分为32个不同污染程度等级区域,结合环境污染物的指标评价体系,采用差异化评分方法,建立环境污染物成分的分布检测模型,通过偏振反射光谱特征分析的方法,结合回归分析,实现对环境污染物成分的偏振反射光谱特征检测,根据污染物排放浓度达标情况,采用环境污染物的浓度曲线分析,实现对环境污染物成分定量检测识别,检测的污染物成分主要有重金属、碳化合物、氮化合物等。测试表明,采用该方法进行环境污染物成分检测的准确性较高,归一化误差最小为0.018,均方根误差为0.155,检测评价效果较好。     

卫星大气多角度偏振遥感系统方案研究

偏振遥感作为一项新技术将在大气探测中发挥作用。通过偏振测量,不仅得到了辐射度测量值,而且能够得到大气偏振态参数。基于多角度偏振信息,能够提高大气特性参数反演精度,并为精确大气校正服务。讨论了偏振遥感探测方式及其研究进展情况,从大气偏振信息特点考虑,提出了一种卫星大气偏振信息获取方式,简要给出了卫星大气遥感的多角度偏振遥感系统总体方案,旨在积极推进多角度偏振遥感技术在卫星大气遥感中的应用。     

卫星大气多角度偏振遥感系统方案研究

偏振遥感作为一项新技术将在大气探测中发挥作用。通过偏振测量,不仅得到了辐射度测量值,而且能够得到大气偏振态参数。基于多角度偏振信息,能够提高大气特性参数反演精度,并为精确大气校正服务。讨论了偏振遥感探测方式及其研究进展情况,从大气偏振信息特点考虑,提出了一种卫星大气偏振信息获取方式,简要给出了卫星大气遥感的多角度偏振遥感系统总体方案,旨在积极推进多角度偏振遥感技术在卫星大气遥感中的应用．     

高光谱多角度偏振信息反演盐水密度最佳波段

利用折射率可以建立偏振度与液体密度之间的函数关系.以不同浓度的盐水为例,通过USB2000光谱仪测得高光谱偏振信息并计算其密度,发现在不同入射角度计算不同浓度的盐水密度的最佳波段不同,在最佳波段范围内计算的盐水密度精度高.当入射角趋近布儒斯特角时最佳波段范围变宽,可以满足现今遥感技术的要求.该研究结果为遥感技术在监测水体密度方面提供了新的科学依据.     

海洋上空云多角度偏振辐射阈值检测方法研究

云是海洋遥感的一项重要研究内容,云检测精度对于海洋上空云微物理特性的反演和海洋水体观测具有重要意义.以高分五号卫星搭载的大气气溶胶多角度偏振探测仪(Directional polarimetric camera,DPC)在轨成像数据为研究对象,提出了一种基于多角度偏振辐射信息的海洋上空云检测方法.首先用耀光角判别法区分...     

太阳能电池板表面偏振双向反射分布函数

太阳能电池片是光伏发电系统的核心部件,其光学反射特性对光伏组件的发电效率和缺陷检测的研究有着重要的理论意义,但实际应用中难以对其直接观察与测量。本文依据菲涅尔定律与多层介质模型研究了光伏组件的光学传输过程。首先基于微面元理论建立太阳能电池片表面的双向反射传输模型;然后借助多层介质模型推导了太阳能电池板偏振双向反射分布函数(bidirectional reflectance distribution function,BRDF) ,通过偏振相机搭建光伏组件光学偏振特性观测平台并开展偏振实验。在此基础上,利用遗传算法从实验测量数据中反演模型的参量数值,并得出偏振度信息随观测角变化的仿真曲线。通过实验表明,本文提出的光学传输模型仿真值与实验观测数据能够较好的吻合。该模型为太阳能电池板表面缺陷检测提供新的理论参考。     

组合离子注入导致非对称耦合双量子阱界面混合效应光调制反射光谱

用分子束外延系统 (MBE)生长了 Ga As/ Al Ga As非对称耦合双量子阱 (ACDQW) ,用组合离子注入的方法 ,在同一块衬底上获得了不同注入离子 As+ 、 H+ 和不同注入剂量的 Ga As/ Al Ga As非对称耦合双量子阱单元 ,在未经快速热退火的条件下 ,于常温下测量了光调制反射光谱 ,发现各单元的子带间跃迁能量最大变化范围可达80 me V .     

粗糙基底上涂层的极化双向反射分布函数

为了有效检测光学基底和镀膜后的光学元件质量,根据微面元电磁散射理论建立了一阶极化光散射模型,推导求解出其极化双向反射分布函数,获得了极化双向反射分布函数PP项与散射角和方位角的三维关系。数值模拟分析了入射角、基底粗糙度及不同涂层厚度对极化双向反射分布函数的影响。数值结果表明:极化双向反射分布函数与入射角、相关长度、均方根高度及涂层厚度均成反比。P极化入射产生的P极化双向反射分布函数强烈依赖于入射角、散射角和方位角。布鲁斯特角的位置随着入射角的增加逐渐向散射方位角小的方向移动。     

近红外漫反射光谱在人体血糖无创检测中的应用

采用近红外漫反射光谱技术对人体血糖进行了无创检测。实验使用Nexus - 870傅立 叶红外光谱仪及其光纤附件,采集了6名不同年龄健康志愿受试者手腕处的近红外漫反射光谱。对光谱进行了平滑、基线校正和二次求导预处理,采用偏最小二乘( PLS)方法在含有葡萄糖吸收峰的7500～8500cm- 1波段建立同一个体、相同年龄段的不同个体、以及不同年龄段的不同个体的校正模型。采集漫反射光谱的同时抽适量的血样在752型紫外光栅分光光度计上标定血糖的实际值,并对校正模型计算值和实际标定值进行了比较,结果表明个体建模的相关性很好,相关系数达到0. 99980,均方差在≤0. 346,误差分布在±0. 8mmol/ l之间。对部分不参与建模的样品进行了预测,结果表明个体建模的自我预测结果好于该模型对其它个体样品的预测结果,预测误差≤0. 89544mmol/ l。     

小型圆极化单臂螺旋喇叭天线的设计与实现

提出一种单臂螺旋与圆锥喇叭相结合的天线结构,使得天线在较小尺寸空间内达到了所提指标要求。首先,该天线通过引入金属圆盘地,实现了50 W同轴线直接馈电,取代了传统巴伦结构,缩减了天线剖面尺寸;其次,通过引入末端吸收电阻和圆锥喇叭结构,在较少螺旋圈数的条件下,对天线低频段圆极化性能予以改善,并使得天线在45°波束范围内圆极化增益得到较大提高,此外,圆锥喇叭结构的引入也一定程度上改善了单臂螺旋天线波束指向偏移的现象。仿真与实测结果表明,该天线在40 mm′40 mm′24 mm 的空间内,在X波段实现了较好圆极化性能。     

反射差别谱系统的米勒矩阵分析

以米勒矩阵理论为基础,推导出了各向生表面近正入射反射米勒矩阵,并以此为依据给出反射差别系统的优化设计。     

用漫反射光谱校正组织自体荧光光谱的研究

利用漫反射光谱所含信息来消除组织对自体荧光散射和吸收的影响，从而提取出组织的固有荧光光谱。利用蒙特卡罗（MC）方法分析组织的荧光失真因数曲线和漫反射光谱之间的关系，发现两者的曲线形状基本相同，并以胃肠正常和癌变组织的漫反射光谱来校正实验获得的自体荧光（LIAF）光谱。最终得到的固有荧光光谱体出了组织的生化信息变化。     

一种宽带宽角圆极化天线的设计研究

本文提出了一种宽带圆极化微带层叠天线形式,天线采用多层结构,使用正交耦合缝隙附加90°相移对贴片 馈电,以达到宽带宽角圆极化工作的目的。采用矩量法对天线进行了计算,确定其最终的各项参数。通过对样机 的测试表明,天线性能与计算结果相符很好,驻波比小于2 的相对带宽大于35％;天线方向图在140°的范围内增 益大于0dB,轴比在30％的带宽内小于3dB,是一种性能优良的宽带双极化天线。     

频谱傅立叶法测量偏振模色散研究

对频谱傅立叶分析法测量偏振模色散进行了理论、模拟与实验研究。利用这种方法,分别对由一段、两段、三段保偏光纤组成的PMD模拟器进行了数值模拟．并对保偏光纤、单模光纤以及商用模拟器进行了实验测量,得到了很好的结果。将这种方法和波长极值计数测量法进行了比较,研究表明,由于考虑了偏振模色散的统计特性,频谱傅立叶分析法适于测量强耦合光纤。     

双基SAR成像的点目标解析频谱研究

双基SAR距离徙动由于存在两个双曲线形式,使用传统的驻定相位原理方法难以解析得到双基下的目标二维频谱。该文总结了LBF方法,级数反演方法,利用双基成像几何的瞬时频率方法以及基于等效单基思想的DMO方法,并给出了必要的分析,给出了DMO方法和GBF的等效性,验证了在任意构型下级数反演方法和LBF的关系。通过不同双基构型下的点目标成像仿真结果详细分析了各种方法的聚焦性能。     

一种分阶段频谱感知算法的研究

能量检测算法简单并有利于伺机快速接入,但是不能很好地区分出不同的用户;循环特征检测算法可区分出不同的用户且有利于规避干扰,但是其算法复杂并且接入十分缓慢。针对上述两种算法的各自优势和不足,提出了一种分阶段联合检测算法,分阶段地利用能量检测和循环特征检测,不但能够保证接入快速并且可以较好地规避干扰。增大了基站的业务量并且进一步提高了频谱利用效率。