強散射介質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，在目標探測、識別及處理方面相對于傳統(tǒng)光學探測技術有著獨特的優(yōu)勢，而包含圓偏振分量的全偏振探測技術對于強散射介質中（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機理研究及圓偏振主動探測方法的研究，主要研究內容包括:
　　(1)針對圓偏振光在介質散射傳輸過程中發(fā)生旋性反轉的現(xiàn)象，

2、從散射介質屬性和單次散射角大小的角度，闡明了圓偏振光在強散射介質中發(fā)生旋性反轉與保持的機理，并利用偏振蒙特卡羅方法進行建模與仿真，通過3種仿真實驗驗證了圓偏振后向散射光的旋性反轉與保持的機理。
　　(2)針對大氣產生圓偏振V分量過小的問題，分析了粒子散射產生圓偏振的條件及理想光滑目標表面反射產生圓偏振的條件，并對不同金屬表面反射的偏振特性進行仿真實驗，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反射改變入射光偏振態(tài)的差異，將介質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行建模，并通過朗伯定律驗證了模型正確性，最后利用VC++和OpenGL等工具設計實現(xiàn)了圓偏振主動探測的三維動態(tài)可視化仿真系統(tǒng)。
　　(4)針對強散射介質中目標識別的問題，利用仿真系統(tǒng)分析了圓偏振光經過介質散射傳輸探測目標的可行性，提出兩種不同能見度下偏振光成像的仿真方法，