強(qiáng)散射介質(zhì)中圓偏振光的傳輸特性分析與探測方法研究.pdf

1、偏振成像探測作為一種新興的光電探測技術(shù)，在目標(biāo)探測、識別及處理方面相對于傳統(tǒng)光學(xué)探測技術(shù)有著獨(dú)特的優(yōu)勢，而包含圓偏振分量的全偏振探測技術(shù)對于強(qiáng)散射介質(zhì)中（如生物組織溶液、濃霧天氣或水下環(huán)境等）的主動探測、手性材料中光束傳輸特性的研究具有重大意義。本文從經(jīng)典的散射理論出發(fā)，針對圓偏振光的螺旋特性，開展了圓偏振旋性反轉(zhuǎn)機(jī)理研究及圓偏振主動探測方法的研究，主要研究內(nèi)容包括:
　　(1)針對圓偏振光在介質(zhì)散射傳輸過程中發(fā)生旋性反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，

2、從散射介質(zhì)屬性和單次散射角大小的角度，闡明了圓偏振光在強(qiáng)散射介質(zhì)中發(fā)生旋性反轉(zhuǎn)與保持的機(jī)理，并利用偏振蒙特卡羅方法進(jìn)行建模與仿真，通過3種仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了圓偏振后向散射光的旋性反轉(zhuǎn)與保持的機(jī)理。
　　(2)針對大氣產(chǎn)生圓偏振V分量過小的問題，分析了粒子散射產(chǎn)生圓偏振的條件及理想光滑目標(biāo)表面反射產(chǎn)生圓偏振的條件，并對不同金屬表面反射的偏振特性進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，分析了不同的入射光波長和入射光偏振態(tài)對金屬表面反射的偏振特性的影響。
　　

3、(3)針對粒子散射與目標(biāo)反射改變?nèi)肷涔馄駪B(tài)的差異，將介質(zhì)的偏振散射特性與金屬表面的偏振反射特性統(tǒng)一用Stokes-Muller矩陣來描述，對圓偏振主動探測過程進(jìn)行建模，并通過朗伯定律驗(yàn)證了模型正確性，最后利用VC++和OpenGL等工具設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了圓偏振主動探測的三維動態(tài)可視化仿真系統(tǒng)。
　　(4)針對強(qiáng)散射介質(zhì)中目標(biāo)識別的問題，利用仿真系統(tǒng)分析了圓偏振光經(jīng)過介質(zhì)散射傳輸探測目標(biāo)的可行性，提出兩種不同能見度下偏振光成像的仿真方法，