離散介質(zhì)中偏振光多次散射的傳輸特性分析.pdf

1、光在離散介質(zhì)中會(huì)多次散射形成偏振,其過(guò)程對(duì)偏振信息具有重要的影響,本文主要研究其多次散射的傳輸特性,討論了偏振光的偏振度隨傳播、散射等復(fù)雜變換后的縱向演化特性和橫向統(tǒng)計(jì)變化特性。基于米氏散射理論,采用蒙特卡羅方法,構(gòu)建了偏振光多粒子多次散射模型,以球形粒子為散射粒子,以不同物理量的參數(shù)化描述為偏振傳輸作用函數(shù)的影響因素,定性和定量研究了偏振光的多次散射傳輸特性,在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上分析研究介質(zhì)中散射粒子不同尺度分布下的偏振光傳輸特性。結(jié)果

2、顯示:圓偏振光的前后向散射表現(xiàn)出不同的特性;圓偏振和線偏振都能較好的保持其自身的偏振狀態(tài);偏振度在傳輸軸上最大,越偏離傳輸軸偏振度越小;偏振度的半高寬度隨著散射粒子尺度的增大而增大,而散射光強(qiáng)度的半高寬度隨著粒子尺度參數(shù)的增加呈單調(diào)遞減趨勢(shì)。論文的主要工作如下:
　　(1)Mueller矩陣描述了散射平面上均勻球形粒子的散射,揭示的是介質(zhì)中散射粒子的偏振特征,直接影響到光子與散射介質(zhì)的碰撞過(guò)程,本文分析研究了Mueller矩陣中四

3、個(gè)獨(dú)立元素隨散射角的變化特性。
　　(2)現(xiàn)有多次散射模型僅考慮粒子尺寸為均勻分布的情況,由于實(shí)際中氣溶膠并不是只含有一種尺寸的粒子,本文在多次散射模型建模中加入了粒子尺寸的不同分布,采用對(duì)數(shù)正太譜分布和Junge譜分布描述氣溶膠的尺度分布,建立了偏振光多粒子多次散射模型。
　　(3)結(jié)合幾種介質(zhì)環(huán)境和不同的影響因素,設(shè)計(jì)了多組仿真實(shí)驗(yàn),對(duì)多因素影響下偏振光在散射介質(zhì)中的傳輸特性進(jìn)行定性和定量的分析,影響因素包括入射光波長(zhǎng)、