【摘要】：由于激光有高強度、抗干擾、方向性好等特點,無論是在軍用領域,還是通信、醫(yī)療等民用領域,都越來越廣泛地使用到了激光技術。各種脈沖激光器的不斷發(fā)展的過程中,脈沖激光波束在衛(wèi)星通信、高精度測距、目標識別與檢測、激光光譜分析等系統(tǒng)中成為重要的信息載體。對粗糙表面的散射偏振特性研究,有利于在復雜背景中探測到感興趣的目標,是遠程偵查、目標識別等領域的一個重要研究方向。由于光波在散射和反射中偏振信息會隨之改變,在目標檢測與識別中,就可以根據(jù)不同目標的反射光波的偏振特性變化來判別目標特點。偏振技術的使用,使相干探測系統(tǒng)性能大大提升,可以獲得更高的信噪比和更好的分辨能力。本文以偏振激光脈沖波束為例,研究了激光波束在隨機粗糙表面散射退偏振的特性。論文的研究成果如下:第一,使用譜反演的方法,模擬仿真出一維、二維高斯隨機粗糙面。高斯粗糙面的表面粗糙度使用高度起伏均方根?和表面相干長度?的比值來描述,這樣可以包括粗糙面的橫向特征和縱向特征信息。第二,從入射波表面切向場出發(fā),推導了粗糙面激光多次散射后向散射系數(shù),數(shù)值分析證明粗糙面越粗糙,散射現(xiàn)象越明顯,且當粗糙面粗糙度較大時,存在后向散射增強的現(xiàn)象。第三,以橢圓偏振相干脈沖EGSMP波束作為研究對象,基于隨機電磁波束的相干偏振理論,相位結構函數(shù)的二次近似和廣義的Stokes參量,推導出橢圓偏振相干脈沖EGSMP波束的電磁CSDF矩陣元,用以表示入射光的偏振態(tài)�；谄耠p向反射分布函數(shù)(BRDF),考慮多次散射和遮避效應,推導了脈沖波束經(jīng)過隨機粗糙面散射后的退偏度。對比分析了波束的初始脈沖寬度、波束束寬等光波參數(shù)以及表面粗糙度和材料復折射率等粗糙面參數(shù)對橢圓偏振波束的退偏特性影響。結果表明:脈沖寬度、波束束寬等光波參數(shù),表面粗糙度、材料復折射率等粗糙面參數(shù),對偏振脈沖波束的退偏特性影響顯著。
【圖文】：

西安工業(yè)大學碩士論文從文獻上看關于脈沖激光在介質中的傳輸問題研究較多，且有了許多的成果，但是偏振脈沖激光在粗糙面回波研究鮮有報道，特別是粗糙面散射退偏問題鮮有文獻。而由于脈沖激光根據(jù)其回波信號的特點進行累計、濾波處理，，可以大幅提高信噪比，從而提高目標探測精度和探測距離。因此將偏振脈沖激光做為入射光，研究粗糙表面散射退偏特性很有必要，對于激光測距和成像、目標識別等領域意義重大。1.3 論文各章節(jié)安排本文主要分析了橢圓偏振激光脈沖波束入射粗糙面經(jīng)過散射后散射光的退偏振特性，論文的結構框架圖如圖 1.1 所示。

（a） 0.1 （b） 0.5 圖 3.2 不同粗糙程度的二維粗糙面模型3.3 本章小結本章首先介紹了粗糙表面的形貌特征描述,除了基本的均方根高度、相關長度基本量外,還有介紹了功率譜密度、均方根斜率等參量。采用譜反演法仿真生成了不同粗糙的高斯隨機粗糙表面，直觀地表示了不同形貌特征的粗糙面。
【學位授予單位】：西安工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN24

【參考文獻】

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本文編號：2639254