基于偏振探测的目标偏振特性的研究

论文摘要

光波经过物体表面反射、散射后偏振态将发生变化,会加载目标的许多信息。偏振探测技术就是通过探测光波照射物体前后偏振态的变化来获取目标信息的。在偏振探测技术中,穆勒矩阵(Mueller)能够很好描述这种光波偏振态的变化,是获取目标偏振特性的重要手段。但Mueller矩阵的测量受物体材料、粗糙度、周围环境、入射角等因素影响很大,因此,本论文重点研究了不同入射角对目标Mueller矩阵的影响,进而分析了入射角与目标的双向衰减参量、偏振参数、退偏振指数等偏振指标的关系。具体工作如下:1、采用多次旋转式Mueller矩阵测量装置,测量了不同入射角下金属目标(铜片、铝片、钢片)和非金属目标(硅片、蓝宝石片)的Mueller矩阵。测量的实验装置由圆偏振光产生系统、起偏系统、检偏系统构成。为使数据处理简单,设计起偏系统偏振片和波片的旋转角度,以获得6种特殊偏振态的入射光,设计检偏系统偏振片和波片的旋转角度,以获得6种特殊检偏系统Mueller矩阵,再根据斯托克斯矢量(Stokes)与Mueller矩阵的关系求解出目标的Mueller矩阵。2、分析了入射角对三种金属材料和两种非金属材料Mueller矩阵各分量的景影响,以及目标偏振特性指数的影响。结果表明:入射角对m00、m01、m10、m11、m22、m23、m32、m33八个Mueller矩阵分量影响较大;随着入射角度的增大,铜片、铝片、硅片、蓝宝石片的双向衰减参量逐渐增大,钢片变化较小;铜片、蓝宝石片的偏振参量逐渐增大,硅片逐渐减小,铝片先减小后增大,在入射角为60°时最小,钢片的偏振参量变化不大,但数值是最大的;铜片、钢片的退偏振指数逐渐增大,铝片、硅片、蓝宝石片退偏振指数先减小后增大,蓝宝石片在入射角为50°时退偏最强,硅片在入射角为70°时退偏最强。

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摘要

Abstract

1.绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 国内外的研究现状

1.2.1 国内外偏振成像技术的研究现状

1.2.2 国内外Mueller矩阵的研究现状

1.3 本文的主要研究内容

2.分析目标光学特性的理论基础

2.1 光波偏振态的描述

2.1.1 电矢量法

2.1.2 Jones矩阵表示法

2.1.3 Stokes矩阵表示法

2.1.4 庞加球表示法

2.2 偏振器件的分析方法

2.2.1 Jones矩阵表述

2.2.2 Mueller矩阵表述

2.2.3 偏振器件的Mueller矩阵

2.3 本章小结

3.目标偏振特性理论的分析

3.1 一般介质菲涅尔反射

3.2 金属界面反射光偏振特性的分析

3.3 本章小结

4.Mueller矩阵与测量方法的研究

4.1 测量Mueller矩阵的实验系统

4.2 Mueller矩阵的测量

4.3 Mueller矩阵的偏振特性

4.4 本章小结

5.不同入射角条件下目标Mueller矩阵的测量

5.1 入射角对Mueller矩阵的影响

5.1.1 不同入射角下目标Mueller矩阵的测量结果

5.1.2 入射角对Mueller矩阵分量的影响

5.2 目标偏振特性的分析

5.3 本章小结

6.总结与展望

参考文献

硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 田小凡

导师: 宋哲

关键词: 偏振探测,矢量,矩阵,目标偏振特性

来源: 辽宁师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 辽宁师范大学

分类号: O436.3

总页数: 54

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