發(fā)布時間：2017-12-25 00:26

  本文關鍵詞：多角度偏振成像儀實驗室全視場偏振定標　出處：《中國科學技術大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 偏振成像 偏振定標 大視場 斯托克斯-米勒矩陣 輻射測量

【摘要】：偏振成像技術已成為光學探測領域中的研究熱點,在目標探測、生物醫(yī)學、天文觀測、大氣遙感等方面展現(xiàn)出廣泛的應用前景和價值。偏振成像測量儀器一般都存在系統(tǒng)誤差,會影響儀器的探測精度。為保證探測精度,通常的做法是對儀器開展定標,并且具體的定標方法因儀而異。多角度偏振成像儀是一種超廣角的星載偏振遙感器,其偏振探測精度對大氣氣溶膠及云的微物理特性參數(shù)反演具有重要意義,對其開展實驗室偏振定標是保證在軌遙感數(shù)據(jù)質量的重要研究課題。本文從偏振的Stokes-Mueller矩陣數(shù)學工具出發(fā),結合多角度偏振成像儀光學系統(tǒng)的具體特點,詳細建立了儀器的全視場偏振輻射測量模型。建模時特別注意了定標的原則和可行性,將全視場空間相對差異分為低頻和高頻兩種,并將廣角鏡頭引起的偏振效應歸納為一個綜合的起偏度參數(shù)。仿真了無偏光和完全線偏光兩種光源全視場入射儀器的成像響應結果,對儀器的成像特點有了宏觀認識。分析了各主要儀器參數(shù)定標偏差與偏振度測量誤差之間的關系,同時依據(jù)誤差分析結果,初步分配了各種儀器參數(shù)定標的容差。這些研究為多角度偏振成像儀的偏振定標實施奠定了一定的理論基礎和實驗指導。具體開展了儀器各種影響因素的定標方法、定標實驗以及分析評估的研究工作。通過實驗驗證了模型中將鏡頭偏振效應簡化為一個綜合起偏度參數(shù)的合理性。介紹了儀器全視場偏振定標的總體原則和框架,重點設計了模型中主要儀器參數(shù)的定標方法并開展了具體定標實驗,如三檢偏通道相對透射率、空間高頻相對響應率、空間低頻相對透射率、全視場鏡頭起偏度、轉輪內(nèi)偏振片透過軸絕對方位角�；就瓿闪藘x器測量模型內(nèi)全部參數(shù)的定標研究工作。為全面保證儀器的探測精度,對儀器測量模型之外的一些因素也開展了性能測定。分析了所用CCD面陣探測器的幀轉移缺陷的機理,介紹了兩種幀轉移校正的方法,同時根據(jù)具體的實驗對比結果,推薦使用"暗元扣除法"。通過線性調(diào)節(jié)測試光源的光譜輻亮度,推算出儀器的輻射動態(tài)范圍上限。根據(jù)實際情況分析了三檢偏通道光楔像元配準的要求,通過求成像光點重心坐標的實驗得到了儀器的像元配準量。詳細介紹了本實驗室的可調(diào)偏振光源系統(tǒng),具體開展了使用不同偏振度的標準光源對儀器典型視場角下偏振度測量精度的驗證實驗,利用大積分球無偏光源全視場成像結果對儀器全視場的偏振度測量精度進行了再次驗證。本文的研究保證了多角度偏振成像儀的探測精度,滿足了遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品反演的應用需求,提供了對大視場偏振成像系統(tǒng)進行實驗室偏振定標的系統(tǒng)性參考資料。
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O436.3

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