偏振探測有助于提高目標對比度,提供目標表面的方位信息和表面粗糙度信息,作為光學(xué)探針還可以揭示事物的微物理特性。由于光學(xué)傳感器對偏振信息不敏感,實現(xiàn)偏振探測的唯一方法是將偏振信息調(diào)制到時間域、空間域或光譜域的光強信號中,通過多次測得的光強信號反演入射光的偏振信息。本文將致力于偏振探測與偏振成像系統(tǒng)的研究。文中首先提出了一種基于信號處理理論的偏振測量方法,克服了傳統(tǒng)偏振測量方法只能測量靜態(tài)偏振信息的缺點。在這種偏振測量方法中,偏振測量被看作偏振信號的調(diào)制和解調(diào)的過程,根據(jù)調(diào)制方式將偏振測量系統(tǒng)分為時間調(diào)制、空間調(diào)制、光譜調(diào)制偏振儀。文中列舉了三種調(diào)制方式的新型Stokes偏振儀驗證了本文所提出的偏振測量方法的正確性和普遍適用性。研究了旋轉(zhuǎn)波片Stokes偏振儀的重要誤差源波片方位誤差對Stokes參數(shù)誤差的影響,通過泰勒展開將波片方位誤差引入的光強測量誤差與目標光強相分離,再經(jīng)過矩陣變換和嚴格的數(shù)學(xué)推導(dǎo),得到由波片方位誤差矢量向Stokes矢量誤差的傳遞矩陣,最終得到由波片方位誤差引起的Stokes參數(shù)測量誤差的解析表達式,根據(jù)該解析結(jié)果可以方便地獲得對于任意入射統(tǒng)計偏振態(tài)的偏振儀最優(yōu)結(jié)構(gòu)... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所)吉林省

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀
    1.3 本論文的主要研究內(nèi)容
第2章 光的偏振及其應(yīng)用
    2.1 光的偏振
        2.1.1 偏振光概述
        2.1.2 偏振光的數(shù)學(xué)描述
    2.2 媒質(zhì)的偏振特性
        2.2.1 Jones矩陣
        2.2.2 Mueller矩陣
    2.3 偏振的應(yīng)用
        2.3.1 探測云和大氣氣溶膠
        2.3.2 地球資源調(diào)查
        2.3.3 海洋環(huán)境監(jiān)測
        2.3.4 生物醫(yī)學(xué)研究
        2.3.5 軍事應(yīng)用
        2.3.6 偏振導(dǎo)航
    本章小結(jié)
第3章 偏振測量與成像技術(shù)
    3.1 Stokes偏振儀概述
    3.2 Stokes偏振儀的測量原理
        3.2.1 時間調(diào)制型Stokes偏振儀
        3.2.2 空間調(diào)制型Stokes偏振儀
        3.2.3 光譜調(diào)制型Stokes偏振儀
    本章小結(jié)
第4章 偏振測量儀器誤差分析與優(yōu)化
    4.1 旋轉(zhuǎn)波片Stokes偏振儀
    4.2 探測器噪聲
        4.2.1 Gaussian噪聲
        4.2.2 Poisson噪聲
    4.3 偏振元件非理想性誤差
    4.4 波片配準誤差
    本章小結(jié)
第5章 氣溶膠偏振探測儀誤差分析與系統(tǒng)標定
    5.1 工作原理介紹
    5.2 光學(xué)系統(tǒng)的起偏效應(yīng)與優(yōu)化
        5.2.1 光學(xué)系統(tǒng)的起偏效應(yīng)
        5.2.2 氣溶膠偏振探測儀的優(yōu)化
    5.3 氣溶膠偏振探測儀的定標
        5.3.1 氣溶膠偏振探測儀的輻射模型
        5.3.2 輻射模型中的參數(shù)定標
        5.3.3 太陽定標
        5.3.4 對月定標
    本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
在學(xué)期間學(xué)術(shù)成果情況
指導(dǎo)教師及作者簡介
致謝



本文編號：3257322