偏振度
- 双编码快照式光谱偏振成像系统偏振优化方法
分析不同入射光偏振度与波长的系统偏振效应。以系统全视场、全孔径偏振效应与重建图像结构相似性（Structural Similarity， SSIM）建立共同评价体系，实现重建图像不退化的偏振效应优化。搭建光谱偏振成像实验，获取偏振优化后光谱偏振成像。本研究可为双编码快照式光谱偏振成像系统的多维数据高精度提供理论指导。2 偏振原理2.1 斯托克斯矢量法本文采用斯托克斯矢量法对光谱偏振系统的元件进行建模。斯托克斯矢量法的I，M，C，S四个参量分别为：其中：I是
光学精密工程 2023年22期2023-12-19
- 水下降质图像的偏振参数分区优化复原
来校正具有较高偏振度的物体的透射率，以恢复具有不同偏振度对象的图像，该方法的处理时间相较于Huang 等人的方法得到明显的缩短。范之国等人提出了一种全局参数估计的水下偏振复原方法，解决了人工取景估计参数不佳的问题［13］。2021年，褚金奎等人提出了基于特定偏振态成像的水下图像去散射方法，该方法使高浑水下偏振度、偏振角图像质量得到明显改善［14］。近期刘飞等人通过分析后向散射光的分布，根据偏振信息具有低阶特性，通过低秩稀疏矩阵分解估计后向散射光的偏振度和偏
光学精密工程 2023年20期2023-12-04
- 基于Mueller 矩阵的水下偏振成像方法
计算背景散射光偏振度以及背景散射光强度,最后通过光场辐射光衰减模型提取水下场景的目标信息光。Treibitz 等[5]提出了主动水下偏振成像方法,该方法以照明光源辅助,探测和提取目标和后向散射光偏振信息,有效实现了目标信息的重建,提高了成像质量和成像距离,该研究也为水下偏振成像研究奠定了重要基础。近年来,国内学者也针对水下偏振成像技术开展了深入研究。Huang 等[6]提出水下目标同步清晰成像技术。Han 等[7]解决了水下偏振成像中的前向散射光影响问题,
水下无人系统学报 2023年4期2023-09-08
- 星光成像的大气影响研究（I）：天空偏振
以及天空背景的偏振度分布预测结果，利用可调偏振器件对透振方向进行实时调节，便可实现对天光背景的有效抑制，增强星敏感器在白天情况下的恒星探测能力。本文是星光成像大气影响三部分研究（背景辐射、湍流及折射）的第一部分，目标在于构建天空背景偏振分布的数理模型，并针对我国幅员辽阔特点，选取典型地区，不断获取测试数据，优化完善我国典型区域天空背景偏振分布的数据模型。首先，通过结合激光雷达的实测数据，获得典型地区整层大气粒子的分布特性及散射特性。其次，通过结合大气矢量辐
光子学报 2023年5期2023-07-03
- 植被偏振特性在叶片水分含量反演中的作用
叶片水平上进行偏振度和水分含量的相关性研究具有重要意义。早期的偏振研究主要是利用偏振计进行测量，采用自然条件下主动光源即太阳光作为入射光线，这就对天气状况和太阳位置提出了较高的要求[6]。早期实验初步证实了玉米冠层后向反射辐射的偏振度会随水分含量增加而变大。但是，在偏振参数测量时，还需要依据太阳的位置来定义不同的平面来进行不同观测角度的偏振测量，过程繁琐，测量波段也有较大限制，不利于进行多波段联合的偏振光谱分析。在此基础上，很多研究者又根据菲涅尔公式以及布
科学技术创新 2023年5期2023-03-30
- 多角度探测的不同材质表面偏振特性实验分析
实验，表明目标偏振度（degree of polarization,DOP）与复折射率有关[3]。安徽光机所借助地物光谱仪，总结出不同水含量的土壤在不同角度的光谱特性[4]。长春光机所研究了探测天顶角对目标偏振度的影响，还建立了PG 模型来反演粗糙度和折射率[5]。国防科技大学张朝阳等人在草地背景放置各色伪装涂层来采集它们在不同波段的偏振信息，并指出在杂乱背景环境中发现伪装目标的最佳探测波段和角度[6]。北京信息科技大学秦绪志、牛春晖等人从微面元理论入手，
应用光学 2023年1期2023-02-19
- 日光诱导叶绿素荧光超光谱探测仪偏振响应抑制与测试
即测试系统残余偏振度）的影响进行理论分析，建立了“积分球光源+扩束系统+偏振元件”的低残余偏振度的偏振测试系统，对超光谱探测仪偏振灵敏度进行了测试。测试结果表明，超光谱探测仪偏振度为0.65%，满足高精度植被荧光探测需求。偏振抑制 偏振灵敏度测试 超光谱 荧光探测 星载成像仪 陆地生态系统碳监测卫星0 引言陆地生态系统碳监测卫星（Terrestrial Ecosystem Carbon Inventory Satellite，TECIS）日光诱导叶绿素荧光
航天返回与遥感 2022年6期2023-01-30
- 非相干叠加光束携带C点偶极子的演化特性
判定[21]，偏振度由下式决定[22]:(13)图1为旁轴情形下自由空间传输的C点偶极子光束的S1,2的等位相线图。其中计算参数λ=1050nm,w0=2mm,s=0.2w0,图中用白色小圆点(黑色小圆点)表示奇点指数为+1/2或-1/2的C点。由图1a可见，与(6)式一致，初始平面z=0出现了有由奇点指数为±1/2的C点1和2构成的C点偶极子，这两个C点对称的位于(-0.4mm,0mm)和(0.4mm,0mm),其旋向性均为+1，偏振度都是1。由传输距离
激光技术 2022年5期2022-09-24
- 粗糙涂层材料的偏振反射特性分析
3-5],例如偏振度、线偏振度、偏振角等,它不仅可以高效地提高探测的精准度,而且相较于传统的探测方式能够使“强光弱化”,“弱光强化”,可以有效地提高目标与背景之间的对比度,在目标检测方面具有更好的效果[6]。粗糙涂层本身的理化特性(如折射率、含水量、表面粗糙度、涂层厚度、涂层层数、消光比等)、入射角、探测角、方位角及光的性质等因素决定了光与其作用后的偏振特性[7-9]。我们通过探究不同因素对偏振特性的影响,可以筛选最优条件下的偏振参量,利用偏振信息可以有效
激光与红外 2022年4期2022-06-09
- 基于偏振度特征图的水下裂缝图像分割算法
，提出一种基于偏振度特征图[11-12]的裂缝分割算法，以超像素块为单元进行偏振度特征图提取，利用偏振度设定区域生长规则，以种子区域为基础进行区域生长合并，最后根据图像深度图确定裂缝区域，以解决因凹陷引起的分割误判问题。实验结果表明该算法能有效地解决水下图像裂缝分割时出现的分割误判问题，分割算法的灵敏度和特异性较好，裂缝分割的准确度高，裂缝分割结果的特异性和准确度指标均能达到0.9以上，高于现有算法。1 基于超像素块的偏振度特征图提取1.1 超像素块预处理
计算机与现代化 2022年3期2022-04-07
- 生物组织多光谱偏振特性研究
向散射出射后的偏振度整体呈上升趋势，圆偏光呈下降趋势，但圆偏光后向散射出射后整体的偏振度要高于线偏光。 表明，圆偏光比线偏光在组织中传播时具有更好的偏振保持性，更强的传播能力，更能反映深层组织的生理信息。 该研究可为多光谱偏振生理信息获取及相关技术提供一定的理论支持。1 理论基础1.1 组织模型光的散射主要与生物组织复杂的结构特性有关。 不同生物组织的尺寸分布如图1所示。 常见的组织成分如细胞外液的折射率为1.35～1.36，细胞质是1.36～1.375，
光谱学与光谱分析 2022年4期2022-04-06
- 风速对海面长波红外偏振度的影响研究
振特性,给出了偏振度计算模型,但是只研究了平静海面的情况[9]。唐军武指出,在一定探测角范围内,可以忽略低风速对海面偏振的影响[10]。COX.C等人根据海面闪光出现的概率实验给出了海面微面元斜率分布与风速的关系[11],广泛用于抑制海面耀光和偏振研究[12-13]。景琳通过仿真研究给出风速越大海面的粗糙度越大,且激光主动成像中海面反射的Stokes矢量分布更加发散[14]。柳祎采用微面元理论建立了偏振度计算模型,并研究了目标表面粗糙度对偏振特性的影响[1
激光与红外 2021年12期2022-01-11
- 光滑物体表面反射光偏振特征分析及反射光分离技术*
部分偏振光，且偏振度不随物体表面观测角的变化而变化，利用偏振探测器测量反射光中垂直方向光强分量和平行方向光强分量的比值，实现镜面反射光和漫反射光的分离。Nayar等[15]提出一种结合颜色信息和偏振信息的偏振成分分解方法，该方法假定不同颜色空间上偏振态是相互独立的，而漫反射成分位于RGB颜色空间中的线性子空间，同时假设邻域像素点具有相同的漫反射成分，通过求解相邻像素点漫反射线性子空间在RGB三维颜色空间上的交点，实现漫反射成分的估计。尽管目前基于偏振特征的
国防科技大学学报 2021年6期2021-12-14
- 光学元件残余偏振测量方法与装置
振光成分较强，偏振度通常会高于40%，而目标所处的背景(如泥土、植被)相对粗糙，其辐射或反射光偏振度相对较低，不到10%。人工目标的散射、反射光多为左旋椭圆偏振光，而自然目标多为右旋椭圆偏振光[7-11]。因此，基于偏振光进行目标识别能够很好地从自然目标中区分出人工目标，在军事领域具有较大的应用前景。组成光学系统的透镜、反射镜、平面镜等光学元件在一定程度上会引起入射光偏振态的改变，该偏振被称为光学镜头的残余偏振。残余偏振与入射光进入光学镜头的入射角以及入射
应用光学 2021年6期2021-11-26
- X射线荧光CT成像中荧光产额、退激时间、散射、偏振等关键物理问题计算与分析*
,而且入射光线偏振度越高,散射光的微分截面越小,偏振光源将有利于减少康普顿散射噪声;3) K 层荧光线偏振度为零,而康普顿散射光子在一些散射方向上具有一定线偏振度,因此偏振态的差异可能用于降低康普顿散射噪声.1 引言X 射线荧光CT(X-ray fluorescence computed tomography,XFCT)是一种针对高原子序数元素的功能成像技术.XFCT 通过探测X 射线与物体内高原子序数元素发生光电效应后产生的XRF 得到物质内该元素的浓度
物理学报 2021年19期2021-11-01
- 一种基于偏振度估计的自适应导航方法*
的影响，尤其是偏振度的解算受影响极大。实际应用中，偏振度虽然不直接用于导航，却与偏振光敏感器测量精度直接相关。事实上，当偏振度低到一定程度(通常认为小于0.05)时，偏振光敏感器输出的信噪比会变得极低，此时其测量结果将不再可信[1]。然而现有的偏振光导航方法中，很少考虑到偏振度[1-5]。针对现有的偏振光导航方法对于偏振度的重视不足，为了能够准确地获得偏振度，本文提出了一种应用于最大偏振度的“当前”统计模型估计方法，同时应用于导航中。“当前”统计模型是我国
航天控制 2021年6期2021-07-28
- 基于偏振成像的低光照强背景噪声下的目标位姿估计
为信息载体，其偏振度及偏振角等信息相较光强信息具有更高的强度，传输距离远，特别适合在低光照环境中进行传递［15］。利用偏振成像技术，可有效提高低光照下的可见度，从而求解运动物体的位姿信息。已有大量研究证明了在大雾和水下等复杂环境中使用偏振成像的优异性［16-22］，偏振成像获得的图像更加清晰并且可视距离更远，极端情况下甚至能恢复出光强图几乎看不到的细节。本文提出了一种基于偏振成像的低光照强背景噪声环境下的物体位姿求解方法，针对设计的四偏振光源目标提出了一种
光学精密工程 2021年4期2021-07-03
- 紫外偏振成像系统定标实验方法研究
用宽波段大范围偏振度可调光源对系统进行偏振定标,完成对紫外偏振成像系统的偏振信息误差校正。1 定标实验方法研究1.1 定标方法偏振成像系统的定标按照系统工作模式主要分为实验室定标和在轨定标两类,实验室定标通过改变实验室的条件,对系统的各项参数进行标定,将偏振成像结果进行误差校正,获得精度更高的数据[12]。对于偏振成像系统的定标内容包括辐射定标和偏振定标两部分,其中辐射定标主要是检测系统的辐射响应误差并进行校正,是整个系统定标的基础;偏振定标是对系统探测得
大气与环境光学学报 2021年2期2021-04-24
- 界面反射光的偏振态分析
光的偏振程度用偏振度来表示[1]其中,I M和I m分别为光通过检偏器后的光强极大值和光强极小值。这里,IM=IpRp,Im=IsRs代入上式,得为直观地观察自然光入射时,界面反射光偏振态的变化情况,下面我们利用MATLAB软件,模拟分析不同入射条件下反射光偏振度的变化规律。2.1 自然光由光疏介质入射光密介质我们选取三种典型介质:海水、玻璃和单晶硅,其相对折射率依次增加,分别为1.33、1.5和3.42。当自然光从空气分别入射这三种介质表面时,利用式(1
物理与工程 2021年1期2021-03-19
- 基于微面元理论的“猫眼”目标回波散射偏振特性研究
测目标回波信号偏振度的变化判断其探测器表面的损伤程度[4]。因此，研究“猫眼”目标回波散射的偏振特性具有十分重要的意义。偏振是光的基本特性之一，光与不同的介质或者同一介质的不同状态相互作用时，其偏振态都会发生改变[5]。偏振态的改变一方面取决于介质的材料及其表面粗糙度等物理特性，另一方面取决于入射角、观测角等探测方式的不同。利用偏振探测技术不仅可以获得被测目标表面的回波强度信息，而且能够得到传统探测技术无法获取的目标表面偏振特性，如偏振度、偏振角等。偏振信
应用光学 2020年5期2020-09-29
- 大气湍流对光偏振度的影响∗
干扰，影响光的偏振度，进而导致系统的性能下降［9～11］。因此，研究各种偏振光在大气湍流环境中传输时偏振态的变化规律，对实现提高应用偏振信息的大气激光通信系统的性能具有重要的现实意义。2 理论分析在偏振调制激光通信系统中，偏振光在大气中传输时，受大气环境的影响，偏振度和偏振态都可能发生变化，其最理想的情况是光信号的偏振特性在整个传输过程中都不发生改变。当偏振光在大气中沿z轴传输时，在z＞0传输截面上的两点(ρ1，z)和 (ρ2，z)的交叉谱密度矩阵的元素由
舰船电子工程 2020年6期2020-08-06
- 部分偏振光分解的研究①
伪装物反射光的偏振度差别较大，所以军事上采用红外偏振成像技术来识别目标，此外，有线光通信、空间光通信也涉及了偏振光的传输[1]。在民用方面，除了我们熟知的3D电影外，现阶段对光学系统偏振像差的研究与校准也取得了一定的进展。光波的偏振态有三类：完全偏振光、自然光和部分偏振光，完全偏振光的空间电场矢量随时间按一定规律在振动，而自然光和部分偏振光电场矢量没有一定的规律。其中完全偏振光包括线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光，并且部分偏振态是自然界光波存在的最常见的状态
空间电子技术 2020年5期2020-03-11
- 一种全局参数估计的水下主动偏振去雾算法
将后向散射光的偏振度视为常量，导致复原的水下图像有可能出现明暗不均的情况。Li[15]在Schechner 的研究基础上加入图像增强作为预处理，依然得到了理想的水下去雾图像，但仍没有考虑后向散射光偏振度为全局变量这一因素。此外，还有采用圆偏振照明的水下偏振成像去雾技术[16]。为解决现有算法中对参数估计不佳的问题，依据实际课题背景，本文采用主动偏振光进行照明，首先对正交的偏振图像进行图像增强预处理，通过分析水下主动偏振成像模型，推导出后向散射光偏振度特征参
应用光学 2020年1期2020-03-05
- 偏振分辨激光诱导击穿光谱的铝铁合金信背比改善效果研究
光偏振态对光谱偏振度的影响不大，并通过阻挡激光散射光后发现探测到的光均含有s偏振光，认为菲涅尔反射是产生偏振的重要原因。Wubetu等[3]对比了时间分辨下的铝的离散谱和连续谱的偏振度，观察到在延时200～700 ns时连续谱的偏振度比离散谱的大3～4倍。Nejad等[4]在高能量密度下进行偏振分辨LIBS的铝合金实验，观察到偏振度在不同波长和能量密度上的变化不大，改变入射角和收集角也没有明显的偏振度变化，未发现PRLIBS能较好地改善各波长的信背比，认为
光谱学与光谱分析 2020年1期2020-01-08
- 基于偏振度的目标微观表面偏振特性分析
BRDF 得到偏振度，进而分析偏振度随材料复折射率、入射角及观测角度的变化规律，旨在为后续从宏观层面分析目标几何形状、材料、相对位置对目标偏振度的影响提供一定的参考，为后续偏振度反演空间目标的材料、几何特性提供基础。2 偏振双向反射分布函数模型2.1 BRDF模型BRDF（即双向反射分布函数，全称bidirectional reflectance distribution function）模型给出了物体表面光散射的空间分布。BRDF的基本概念和物理意义参
微处理机 2019年5期2019-11-06
- 红外偏振光治疗仪偏振度测量方法研究
治疗头输出光的偏振度都大于等于95%。偏振度是衡量红外偏振光治疗仪治疗性能的重要指标。本文阐述了红外偏振光治疗仪输出光偏振度的测量方法，并测得了各个治疗头的偏振度。1 测量方法偏振度测量方法有直接测量法和调制法两大类[7-15]。直接测量法采用检偏器，在不同的透射方向（通常为0°、60°、120°）测量入射光强，计算出目标光的偏振度。该方法原理简单，但受检偏器的透过轴方向定位精度、测量偶然性误差等因素的影响，测量精度一般在2%左右[16]。调制法利用光波的
中国医疗设备 2019年5期2019-06-17
- 耀变体在射电波段的偏振研究*
对同步辐射源的偏振度有一定的作用。偏振的形式可以表示为p∝e-λ4，其中λ为观测波长[3]。法拉第旋转量(RM)可能与磁场拓扑结构有关[4-5]，并存在一种特殊的磁场扭曲效应[6-7]。另外，在近期的研究中，文[8]提出了法拉第旋转量中的湍流特性，推导出了一种p∝e-4/ζ的形式，其中ζ与湍流能级联的指数有关。一些模拟也表明，湍流可能是耀变体偏振变化的一个原因[8]。近年来，综合利用统计相关函数研究了三维各向异性磁流体动力学，说明湍流对偏振随波长变化的影响
天文研究与技术 2019年2期2019-04-19
- 基于偏振信息融合的背景抑制方法评价
一步得出目标的偏振度和偏振角信息。偏振度和偏振角两者共同构成了对目标偏振特性的完整描述。然而，与红外强度图像相比，单一的偏振度或偏振角图像在提升图像信杂比方面并无明显优势，这不利于复杂背景下红外目标检测的实现。在红外偏振信息处理方面，文献[10-11]通过对多幅偏振参量图像进行融合或伪彩色再现，虽在一定程度上增加了图像的信息量，增强了图像的视觉效果，但无法达到抑制图像背景噪声的目的。因此，本文针对复杂海空背景下的红外偏振图像，提出一种综合利用偏振度和偏振角
上海航天 2019年1期2019-04-03
- 分振幅型全Stokes同时偏振成像系统波片相位延迟误差分析*
和球内选取不同偏振度的Stokes矢量作为入射光进行仿真. 结果表明, Stokes矢量测量误差和偏振度测量误差均随着入射光偏振度的增大而增大. 选取入射光偏振度为1时的偏振测量精度评估系统. 为满足2%的偏振测量精度, 1/2波片相位延迟误差应在±1.6°内, 1/4波片相位延迟误差应在±0.5°内. 这对提高系统的偏振测量精度具有重要意义, 为系统设计和研制提供了重要的理论指导.1 引 言偏振是光的一种本质属性, 偏振信息不仅包含强度信息还包含偏振度、
物理学报 2019年2期2019-03-11
- 多偏振方向对低照度伪装目标偏振度提取的影响
照度条件下提取偏振度的影响因数等问题是一项有意义的工作。偏振反射特性主要取决于观测时的照明条件、几何条件以及目标的本征特性,户外情形涉及太阳光、天空散射光和反射辐射等因素的综合影响[5]。偏振度是偏振检测的一个重要的技术指标,探测器的天顶角、方位角和偏振片的偏振方向等是影响目标偏振检测的重要因素。赵云升等研究了植物单叶等典型地物的偏振特性,得到了在方位角180°时偏振反射比最大的结果[6]。文献[7]从工程设计和测角误差影响的角度,设定偏振方向角度为0°、
激光与红外 2018年6期2018-07-02
- 大气能见度对光偏振特性的影响*
2 光学厚度对偏振度均值的影响在蒙特—卡罗仿真实验中，选用光学厚度在0～4之间进行实验，每间隔0.2进行一次仿真，统计在不同光学厚度下，上述5种偏振光偏振度均值的变化情况。实验结果如图3所示，可以看出:随着光学厚度的不断增加，偏振光的偏振度出现了消偏，并且当τ≤0.2时，偏振度下降幅度很大；当0.23以后，偏振度几乎不变化，偏振度达到饱和状态。这是因为随着光学厚度的增加，散射介质的能见度降低，粒子散射增强，改变了原来的偏振特性，导致偏振度整体趋势逐步降低，
传感器与微系统 2018年6期2018-06-05
- 偏振光谱的土壤湿度遥感方法实验研究
m波段，湿度与偏振度呈正比关系； 低湿度的情况下，偏振光谱与土壤湿度相关性不明显； 此外，不同观测角对偏振光谱也有影响，如入射角固定为50°，观测角在20°～60°区间测量时，偏振度随观测角增大而增大，且观测角愈大，偏振度随湿度的变化愈显著。土壤湿度； 偏振光谱； 多角度； 偏振遥感引 言土壤湿度监测在水文学、气象学以及农业科学研究领域具有重要意义。常规的土壤湿度监测以点测量为主，难以实现大面积，实时动态监测。而遥感技术的发展为大面积的土壤湿度实时动态监测
光谱学与光谱分析 2016年5期2016-07-12
- 类地行星偏振特性研究∗
表类型和云层的偏振度和反照率随散射角和相对方位角的变化,然后根据辐射偏振的Stokes参量可叠加特性,求得在90°散射角下,地球整体辐射的偏振度随自转的变化.结果发现:影响地球偏振的最大因素是海洋和云层,地球偏振度可以在18.6%到49%之间变化.由于气候变化导致的云层分布的随机性使得地球偏振度的变化具有快速多变的特点.揭示的这一特征有助于辨别系外类地行星.行星与卫星:类地行星,行星与卫星:表面,方法:数据分析1 引言类地行星的探测对于我们寻找地外生命,解
天文学报 2016年2期2016-06-27
- 微粗糙基底上多层涂层光散射偏振建模与特性研究
反射涂层目标的偏振度受观测位置影响， 峰值左侧的偏振度较之裸基底增大， 右侧反之， 探测不同观测角下的偏振度可区分无涂层和涂层目标。 不同观测角和入射波长下， 多层高反射涂层目标的偏振度与涂层层数和涂层光学厚度显著相关， 层数增加， 多层涂层在镜反射附近具有去偏作用。 仿真结果符合测量数据， 验证了多涂层目标散射偏振模型的正确性与合理性， 为实现多涂层目标偏振探测和反射隐身技术提供理论依据。散射； 多层涂层目标； 偏振双向反射分布函数； 偏振度； 穆勒矩阵
光谱学与光谱分析 2016年3期2016-06-15
- 基于AirMSPI多光谱多角度传感器的地物偏振特性研究
数据、分析了线偏振度(degree of linear polarization、DOLP)与偏振二向反射因子(polarized bidirectional reflectance factor、pBRF)在470、660和865 nm三个波段、九个探测天顶角的变化规律。研究发现、地物前向散射方向包含大量偏振光、其在入射主平面附近表现出强烈的非朗伯体效应。同时、DOLP与pBRF和入射天顶角及探测天顶角的相对位置有关。DOLP在入射及探测天顶角90°夹角
光谱学与光谱分析 2016年12期2016-06-05
- 损耗型单负材料双层结构的反射率及偏振度
结构的反射率及偏振度康永强*(山西大同大学 固体物理研究所， 山西 大同 037009)通过传输矩阵法，理论研究了损耗型单负材料双层结构在不同入射角时的反射率和偏振度。结果表明，损耗型单负材料双层结构不同于常规介电材料，随着入射角的增大，p分量反射率比s分量的反射率大。随着损耗(电损耗和磁损耗)的增大，p波的反射率和s波的反射率差异减小，直到重合，偏振度变为0。对于损耗型单负材料双层结构，当MNG层厚度增大时，偏振度变化幅度减小；而当ENG层厚度增大时，偏
发光学报 2016年3期2016-05-04
- 单色非偏振光透过玻璃堆变为线型偏振光的分析计算与测量
p型线偏振光的偏振度的数值关系，最后通过实验验证，给出了它的应用范围和领域.1 实验现象的原理描述图1 单色非偏振光以布儒斯特角入射到单块玻璃片表面对于入射到界面上的单色非偏振光，可以分解为p型线偏振光(偏振方向与入射面平行的光)和s型线偏振光(偏振方向与入射面垂直的光)，当入射光以布儒斯特角入射到表面上时，将发生反射(产生反射光)与折射(产生透射光)现象，此时反射的光只有s型线偏振光，而透射光中既有s型线偏振光又具有p型线偏振光[2]，图1表示出了该种现
物理实验 2015年7期2015-05-07
- 多段Lyot光纤消偏器研究
器光纤段数N与偏振度的数学关系式，得出随着光纤消偏器段数增加其出射光偏振度有大幅降低的结论。结果表明，4段Lyot消偏器出射光偏振度为普通两段Lyot消偏器出射光偏振度的1/4,方差从0.0951下降为0.0245。该结果证明了理论的正确性，为实际制作多段Lyot消偏器提供了理论指导。关键词：光纤光学；Lyot光纤消偏器；琼斯矩阵；多段保偏光纤；偏振度E-mail:ekjzhou@zju.edu.cn引言里奥(Lyot)光纤消偏器能有效地对光实现消偏，因此
激光技术 2015年6期2015-03-22
- 三元波片复合退偏器退偏性能的穆勒矩阵分析
斯参量为:令由偏振度(degree of polarization，DOP)的定义式［10］P可得此时出射光的偏振度为:由(11)式可知，出射光的偏振度与波片的旋转角度及入射光的偏振方向α有关。为了研究偏振度与角速度的关系，这里令t=1s，(11)式变为:作者用MATLAB软件进行模拟，出射光的偏振度与波片的旋转角速度ω及入射光的振动方向α的关系如图2所示。Fig.2 Relationship between DOP and various paramet
激光技术 2015年4期2015-03-18
- 利用偏振分析的雾天图像复原
应用价值的目标偏振度图和传输图。1 光学模型1.1 偏振成像模型当使用斯托克斯向量表示光的偏振态时［14］，光的线偏振度（DoLP）p和偏振角（AOP）α定义为：其中，I、Q和U为斯托克斯向量的前3个分量。光通过线偏振片后强度会发生改变。假设偏振片和选定的参考方向夹角为θ，则通过偏振片后图像（x，y）处的光强S（x，y，θ）满足的规律［15－16］如下：通过采集3幅不同角度的偏振图像带入（3）式，得到3个独立的方程构成方程组，可解得I、Q和U。1.2 雾天
合肥工业大学学报（自然科学版） 2015年4期2015-03-11
- 光学教学中的几个问题
偏振态的分类与偏振度的定义,然后分析一个两束平行光干涉的问题,最后指出有些教材中关于单缝和多缝夫琅禾费衍射的振幅公式是不全面的，并给出正确公式.关键词偏振态的分类；偏振度；两束平行光的干涉；衍射振幅公式本文针对一些教材和某题解中的疏漏进行了分析和疏理，内容涉及光的偏振态的分类与偏振度的定义、两束平行光的干涉以及单缝和多缝夫琅禾费衍射的振幅公式.1光的偏振态的分类与偏振度的定义可以证明[1]：任意一束给定的准单色光，都可看成是一束非偏振光(自然光)与一束完全
物理与工程 2015年6期2015-02-02
- 施密特棱镜偏振特性的研究
棱镜后分成两路偏振度相同的部分偏振光，再把两路部分偏振光各自分解为自然光与椭圆偏振光，发现两路椭圆偏振光的椭率角相同，方位角不同，由此可知两路部分偏振光是不相同的。理论和实验分析均表明，在部分偏振光入射时的偏振度和方位角的关系一定时，出射后两路部分偏振光中的椭圆偏振光的椭率角相等，方位角不等。关键词： Mueller矩阵； 偏振度； 椭率角； 方位角中图分类号： O 436.3文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.201
光学仪器 2014年6期2015-01-22
- 基于反射特性的受原油淋洗剂污染水体光谱特性研究
)和(4)式得偏振度可以表示偏振光在总反射光中所占的比例,其大小在[0,1]之间,可以用公式表示为由于后向散射光的存在,(6)式中的Io在实际测量中变成了I,所以探测器获取的实际能量计算出来的偏振度值比理论值小,而偏振度大小的变化主要由液体密度的大小与液体内含有悬浮物粒径的大小来控制.由于不同表面活性剂对原油污染土壤的洗涤程度不同,所以表面活性剂中溶解和漂浮在表面的石油烃等有机物也会不同,这样就会使散射光有所变化,从而影响偏振度大小.也就是说,洗涤效果越好
四川师范大学学报（自然科学版） 2014年2期2014-08-07
- 高斯-谢尔模型光束通过聚焦光学系统的偏振特性
非偏振光束保持偏振度不变的条件，并给出了通过聚焦光学系统后传输平面偏振度实现均匀分布的条件。结果表明，聚焦光学系统中偏振度在焦点位置附近有明显的起伏变化；焦点位置上的偏振度等于其在自由空间传输时的远场稳定偏振度。该研究对激光传输领域具有重要的理论和现实意义。激光光学；偏振特性；交叉谱密度矩阵；高斯-谢尔模型光束；聚焦光学系统引 言1 理论模型假设随机电磁光束沿着z轴的正方向传输，并以ABCD光学系统为传输路径，如图1所示。Fig.1 Illustratio
激光技术 2014年2期2014-06-23
- 红外偏振图像的仿真
获得各种物体的偏振度建立一个偏振数据库并进行理论研究论证，再利用K-均值聚类算法对红外图像中的物体进行聚类，最后将聚类后的图像通过计算得到偏振图像。结果表明，得到的仿真偏振图像效果很明显，能够很好地区分人造物和自然物，从而验证了仿真算法的可行性。图像仿真对于更好、更方便地研究物体的偏振特性和建立偏振数据库有着非常重要的意义。图像处理；红外偏振图像；图像仿真；偏振数据库引 言红外成像的仿真一般是在原始景物红外辐射分布的基础上，从时间、空间、光谱和辐射量等方面
激光技术 2014年1期2014-06-23
- 金属颗粒的光散射模拟
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。Mie理论；散射光强度函数；偏振度随着科学技术的发展，研究和制备的颗粒尺度已达到了纳米级，各科研领域都出现了与纳米和微米级颗粒相关的技术问题[1-2]。如对煤电企业排放烟尘的检测，生命科学领域中细胞大小、
湖南工业大学学报 2014年2期2014-05-06
- 基于HSV空间的红外偏振图像改进融合算法
色植被的热红外偏振度大约为0．5%;岩石与沙土的热红外偏振度大约为1%;沥青混凝土公路的热红外偏振度大约为1．7%～3．4%［1］;水体的热红外偏振度大约为8%～10%［2］;金属的热红外偏振度大约为2%～7%［3－4］;可以看出，不同目标的热红外偏振度存在着可分辨的差异，故可利用红外偏振技术探测小温差目标和红外伪装目标。红外偏振成像探测目标的反射辐射和自发辐射的偏振态。由于偏振度图像、偏振角图像和原始红外图像各有特点，且都包含不同种类的目标信息，故进行图
激光与红外 2014年12期2014-03-29
- 一种光谱偏振成像系统设计及应用
得到地物表面的偏振度P和偏振角θ：(3)因此，为了实现对地物偏振成像探测，仅需获得地物在3个不同偏振方向上的相对光强图像，然后按照逐像元计算即可得到场景的I、Q和U图像、偏振度图像以及偏振角图像。2 偏振成像系统设计与测试2.1 系统组成图2为系统结构示意图，系统由偏振片及其旋转台、滤光片及其旋转台、CCD以及图像采集单元组成。采用旋转偏振片的方式对入射光的偏振状态进行调制，通过旋转滤光片进行光谱选择。偏振片和滤光片轮均安装在电动旋转台上，通过电脑控制2个
应用光学 2014年2期2014-03-27
- 红外偏振成像系统的成像条件分析
色植被的热红外偏振度大约为0．5%;岩石与沙土约为1%;沥青混凝土公路约为 1．7% ～3．4%［1］;水体约为8% ～10%［2］;金属的红外偏振度大约为2% ～7%［3－4］;由以上数据，金属与大多数自然背景的热红外偏振度存在着可分辨的差异。相比传统的红外成像，偏振成像在获取的光波信息、探测方式、系统结构方面有着较大的不同。偏振成像检测光波中的偏振信息，而非光波的振幅，故可用来探测小温差目标;偏振成像一般需要采集多幅图像进行解算，在实时性方面比传统红外
激光与红外 2014年10期2014-03-20
- 自然光在两种介质分界面上反射和折射时的偏振特性讨论
射光和折射光的偏振度，只作简单的介绍。文章从理论上详细分析了自然光在分界面上反射光和折射光的偏振特性，并进一步探讨了偏振度变化的规律及与介质折射率、光强反射率、透射率和介质层数的关系。［4－5］1 反射光和折射光的偏振度设折射率为n2的均匀介质处于折射率为n1的介质中，自然光以入射角i1入射到上表面，发生两次反、折射从下表面出射，取N＝1为介质层数。在介质上表面发生反、折射时，入射光、反射光和折射光振幅中各分量的比例关系可由菲涅尔公式［3］给出：图1 自然
大学物理实验 2013年3期2013-10-25
- 目标红外偏振特性的影响因素研究
选用的偏振量有偏振度、偏振角或者某个特征方向的偏振图像。本文实验中选用最常用的偏振度作为成像的偏振量。2.2 偏振测量方法由于偏振探测中，圆偏振分量与线偏振分量相比很小，可以不考虑圆偏振分量。此时偏振度称为线偏振度LDoP，线偏振度的公式也随之简化为:红外偏振测量需要借助包含红外偏振器件的偏振成像系统。在与X轴的夹角为α的方向上，观测到的光强为［4］:由式(3)可以看出，公式中包含三个变量S0，S1和S2。求解这三个斯托克斯参量，需要三个方程，因此需要选取
激光与红外 2013年8期2013-08-18
- 湿度影响下的气溶胶粒子的偏振特性
究湿度对气溶胶偏振度的影响，又在单粒子模型基础上建立了粒子群的湿度偏振模型，分析并比较了3种气溶胶的单粒子和粒子群在不同相对湿度下的偏振度变化，说明了相对湿度与偏振度的关系。2 气溶胶湿度偏振模型2.1 单粒子偏振模型入射光在传播方向上受到气溶胶粒子的散射作用，会偏离原来的方向并产生偏振光[9]。湿度影响气溶胶散射的问题可简化为球形粒子的散射问题，用相对湿度表示大气湿度大小。当大气湿度较大时，湿气溶胶粒子的半径 rh可由下式得到:其中r0为干气溶胶粒子半径
发光学报 2013年5期2013-08-08
- 光谱偏振探测对伪装网的识别研究
了背景与伪装网偏振度的变化规律。研究结果表明：自然背景与伪装网的偏振特性有较大差别，偏振信息可以增强图像中目标与背景的对比度，提高目标识别的准确率。因此，光谱偏振探测技术可以实现对复杂背景中传统伪装目标的有效探测和识别。伪装网；自然背景；偏振探测；偏振度1 引 言伪装网通常采用有色涂料模拟自然背景的反射光谱，可近似做到与背景“同谱同色”，从而使其自身较好地藏匿于自然背景中，导致传统的光强探测手段很难从杂乱的自然背景中实现对伪装目标的有效探测与识别。近年来，
激光与红外 2013年11期2013-06-07
- 热红外偏振成像的目标探测技术研究*
地物(水除外)偏振度往往较低，而人造目标由于表面的规则性和光滑性等因素，偏振度较强[3]。由于偏振度反应的是不同方向上能量的相对大小，而与进入探测器的能量大小关系不大，因此能在低热对比度的场景中有效提高探测性能。基于红外偏振成像技术是近十年来国外发展迅速的新型成像技术，其不仅利用目标景物的辐射强度信息 而且利用目标景物辐射的偏振度信息提高成像系统在复杂背景下目标的探测，具有广阔的军用和民用前景。本文利用热红外成像仪前加装可旋转线偏振片的方法，考察了8～14
计量技术 2013年6期2013-04-24
- 关于自然光在两种介质分界面上反射和折射时的偏振特性讨论
射光和折射光的偏振度，只作简单的介绍.文献［3］中利用入射、折射时的光强关系，详细讨论了自然光在介质分界面上折射时的偏振度，并建立了实验系统进行验证，实验表明，折射光偏振度随入射角的增大而单调增加，布儒斯特角对其没有影响，并不像基础光学教材中认为的那样.另有文献［4］定量分析了反射光和折射光偏振度与布儒斯特角的关系，以n＝1.56的玻璃介质为例，得到与文献［3］不同的结果，肯定了有关教科书的结论.本文从理论上详细分析了自然光在分界面上反射光和折射光的偏振特
物理与工程 2013年4期2013-03-11
- 随机电磁涡旋光束传输过程中斯托克斯参量和偏振度的变化
斯托克斯参量和偏振度的变化杨先才，丁攀峰，王燕飞（华侨大学 信息科学与工程学院，福建 厦门 361021）基于交叉谱密度矩阵理论及其传输规律，推导随机电磁涡旋光束在自由空间中传输时的广义斯托克斯参量和偏振度的公式，分析相干长度对广义斯托克斯参量和偏振度的影响.研究结果表明：相干长度越长，即相干度越高，光束的涡旋特性越容易保持；随着相干长度的增加，斯托克斯参量和偏振度增加的比较缓慢；当相干长度远大于光斑尺寸时，广义斯托克斯参量和偏振度基本保持不变.电磁涡旋光
华侨大学学报（自然科学版） 2012年1期2012-12-27
- 随机电磁光束经菲涅耳波带片衍射后的传输特性
光的相干长度、偏振度和菲涅耳波带片的最大半径数对光强和偏振度的影响.研究表明：光束的相干特性及菲涅耳波带片的最大半径数对聚焦光强会产生影响；偏振度极值的位置在焦点及次焦点附近，并且偏振度极值的位置随波带片最大半径数的变化而变化.菲涅尔波带片；偏振；随机电磁光束；衍射；聚焦光强自2003年美国著名光学专家Wolf提出交叉偏振统一理论［1］以来，随机电磁光束在传输过程中的光强、相干度及偏振度变化一直是研究的热点.例如，Korotkova等［2］研究了随机电磁光
华侨大学学报（自然科学版） 2011年6期2011-12-27
- 天空偏振光分布的实验研究
部分偏振光，以偏振度和偏振方位角来描述。为方便对天空的偏振度以及偏振方位角进行描述，建立了天空偏振的模型图采用地平坐标系［9］。图1为地平坐标系，S 为太阳，OP 为天空中观测的方向，Z 为天顶。由Rayleigh 散射理论可知，待测光束的E-矢量振动方向垂直于S、地面观察点O和天空中观察方向P 点的所构成的平面。偏振方位角ψ 定义为天空中观察方向P 点的E-矢量振动方向与过P 点子午线(弧ZP)的夹角。而P 点的E-矢量振动方向垂直于PS，ψ=90° -
兵工学报 2011年4期2011-02-21
- 基于红外偏振的入射角确定
体表面反射光的偏振度，提出并证明了物体表面形状可以通过分析偏振度来确定。随后又成功地运用偏振光源检测了金属物体的表面形状[1]。Schechner等人在分析透明物体表面反射光分布的基础上，提出了在仅考虑面反射成分情况下可以通过分析偏振度来确定透明物体表面形状[2]。随后，Saito等人运用扩展光源装置照射一个透明物体，并获得了整个可见表面的表面反射成分。然后通过计算偏振度来确定表面的法线方向[3]。但是，他们的方法存在偏振度与入射角的对应模糊问题。国内顾国
长春理工大学学报（自然科学版） 2010年1期2010-03-16