基于偏振探测的穆勒矩阵研究

论文摘要

在偏振探测技术中,由于Mueller矩阵包含目标对光波的起偏特性、退偏特性、双向衰减特性、相位延迟特性等,是获取目标偏振信息的主要手段。但Mueller矩阵的测量与周围环境、测量条件、光波入射角度等因素有很大关系,因此准确测量目标的Mueller矩阵是十分重要的。本文分析了不同溶液环境对Mueller矩阵测量结果的影响,并研究了如何准确测量溶液中目标Mueller矩阵的方法。具体工作如下:1.构建了一种多次旋转式Mueller矩阵测量装置,并测量了空气环境下金属材料(钢、铝、铜)和非金属材料(硅、蓝宝石)的Mueller矩阵。测量装置主要由圆偏振光产生系统、起偏系统、检偏系统构成,通过多次旋转起偏系统中的偏振片和?4/波片获得不同偏振态的入射光,多次旋转检偏系统中的偏振片和?4/波片,获得不同偏振态的反射光,从而得到空气中钢片、铝片、铜片、硅片、蓝宝石片的Mueller矩阵。2.测量了水和不同浓度牛奶环境下钢片、铝片、铜片、硅片、蓝宝石片的Mueller矩阵,并与空气环境下的测量结果进行比较,分析了溶液对Mueller矩阵各分量的影响。为减小溶液对测量结果的影响,提出了一种分步测量Mueller矩阵的方法。先测量溶液的Mueller矩阵,再根据Stokes矢量与Mueller矩阵的关系,对原测量结果进行反演计算,得到去溶液后目标的Mueller矩阵。结果表明,与空气环境下的测量结果比较接近,表明这种分步测量法可以较准确的获得目标的Mueller矩阵。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 课题研究背景及研究意义
•   1.2 偏振光学探测技术简介
•   1.3 Mueller矩阵国内外研究现状
•     1.3.1 国外研究进展
•     1.3.2 国内研究进展
•   1.4 论文主要研究内容与结构安排
• 2 偏振探测基本理论
•   2.1 偏振光的数学描述方法
•     2.1.1 电矢量法
•     2.1.2 Jones矢量法
•     2.1.3 Stokes矢量法
•     2.1.4 邦加球图示法
•   2.2 偏振光学系统的描述方法
•     2.2.1 Jones矩阵表述
•     2.2.2 Mueller矩阵表述
•     2.2.3 偏振元件的Mueller矩阵
•   2.3 Mueller矩阵的偏振特性分析
•     2.3.1 Mueller矩阵的偏振特性
•     2.3.2 Mueller矩阵的分解
•     2.3.3 Mueller矩阵的简化
•   2.4 本章小结
• 3 空气环境下目标物体的Mueller矩阵测量方法研究
•   3.1 空气环境下目标物体Mueller矩阵的测量
•   3.2 空气环境下目标物体Mueller矩阵的测量结果
•     3.2.1 金属目标物体的测量结果
•     3.2.2 非金属目标测量结果
•   3.3 系统装置光路的误差分析
•   3.4 本章小结
• 4 溶液环境下Mueller矩阵的测量
•   4.1 溶液环境下目标物体的Mueller矩阵
•   4.2 溶液环境下目标物体Mueller矩阵的测量结果及分析
•     4.2.1 水下目标物体测量结果及分析
•     4.2.2 不同浓度牛奶溶液下目标物体测量结果及分析
•   4.3 本章小结
• 5 总结与展望
• 参考文献
• 攻读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: 王妍

导师: 宋哲

关键词: 激光偏振,偏振探测,矩阵,退偏振

来源: 辽宁师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 数学,物理学

单位: 辽宁师范大学

分类号: O436.3;O151.21

总页数: 66

文件大小: 3359K

下载量: 217