提出了一种基于可调偏振度源的偏振定标方法, 利用方法完成了基于偏振光谱强度调制(PSIM)技术偏振光谱仪的线偏振光偏振度测量结果定标校正。以可调偏振度源输出的不同偏振度的线偏振光作为待测光源, 用PSIM偏振光谱仪测量待测光源输出得到原始数据。将原始数据解析处理得到的偏振度谱与待测光源输出的理论偏振度谱进行线性拟合, 得到校正系数。利用该校正系数对PSIM偏振光谱仪的测量处理结果进行定标校正。结果表明: 在有效测量波段内(500~650nm), 定标校正后PSIM偏振光谱仪的线偏振度测量解析精度明显提高, 与待测光源输出的标准偏振度值间的最大误差由0.017减小到约为0.003, 基于可调偏振度源的偏振定标校正方法具有可行性。

为了将偏振光谱强度调制(Polarization spectral intensity modulation, PSIM)技术应用于室外目标 的偏振遥感测量,在PSIM偏振光谱仪实验室搭台实验基础上,开展了PSIM实验样机一体化集成设计。 首先,将由格兰泰勒棱镜和两块高阶石英晶体延迟器构成的调制器按照原理要求集成安装成一个组件, 再将该组件安装到光栅光谱仪的光学头部,完成PSIM偏振光谱仪系统的硬件一体化设计。利用交互式数据 语言(Interactive data language, IDL)程序设计语言编写程序,将文件读写、数据处理及结果显示等功能 集成在统一的用户界面中,实现了PSIM偏振光谱仪系统数据处理算法软件的一体化设计。最后,通过测量 解析水平和垂直线偏振光的全Stokes矢量元素谱定性验证了实验样机的测量能力；利用偏振定标系统完成 了集成实验样机的偏振定标。实验数据处理结果表明：实验样机能够实现待测光全Stokes矢量元素谱的同步获取; 偏振定标盒输出光的全谱段偏振度值,实验样机的测量结果与理论输出结果间的最大误差约为0.003。实现了集成实验样机的设计目标。

石墨相氮化碳(g-C3N4)荧光纳米材料具有原料便宜、 制备容易、 荧光量子产率高、 光学稳定性好、 毒性低等优点, 并且避免有机荧光染料复杂的合成步骤或者金属半导体量子点对环境潜在的危害, 这些优点使得g-C3N4纳米材料成为新兴的荧光探针用于检测金属离子。 最近, 已有文献报道重金属汞离子能够高灵敏高选择性地猝灭g-C3N4量子点的荧光, 加入碘离子能够提取被键合的汞离子形成碘化汞(HgI2)进而恢复g-C3N4量子点的荧光, 从而建立一种高灵敏检测碘离子的荧光传感器。 然而, 该方法依然需要重金属汞离子的参与, 限制了该方法的推广应用。 通过硝酸氧化块体g-C3N4并结合水热法处理制备了一种水溶性好、 荧光强度高的g-C3N4量子点。 该量子点的荧光发射波长位于368 nm, 且其荧光发射波长不随激发波长的改变而改变, 表明该量子点的尺寸比较均一。 笔者发现碘离子在220 nm处有一个较强的吸收峰, 与该量子点的激发光谱(中心波长245 nm)具有较大的重叠, 从而产生内滤效应引起该量子点的荧光发生猝灭。 利用这一性质, 构建了一种选择性检测碘离子的新型荧光传感器。 在最优检测条件下, g-C3N4量子点的荧光猝灭强度(ΔF)与碘离子浓度(X, μmol·L-1)在10～400 μmol·L-1之间具有良好的线性关系, 线性方程为ΔF=0.325 79X+6.039 05(R2=0.999 5), 检出限为5.0 μmol·L-1。 通过“混合即检测”并且不需要借助与重金属离子的配位作用就能够检测碘离子, 因此该方法具有快速、 环保以及操作简便等优点。

针对偏振光谱强度调制（PSIM）系统存在的环境稳定性问题，在PSIM系统实现偏振光谱信息调制解调机理的前期研究基础上，经过严格的理论推导，提出了一套基于傅里叶变换、滤波和傅里叶逆变换等数字信号处理过程的PSIM系统环境稳定性实时自校准算法流程。该算法流程可以从PSIM系统的实测数据中分离出因环境扰动而引入的变化量，实现PSIM系统解调系数自校正，从而有效增强PSIM系统的环境适应能力。

研制了一种结构简单、稳定性好的可见光波段可调偏振度光源, 用来验证偏振光谱强度调制（PSIM）实验系统设计的正确性。该光源内部安装有两块K9玻璃组成的玻璃片堆, 通过改变玻璃片堆的倾角来调整输出的部分偏振光的偏振度。理论推导了二者的关系, 得到了可调偏振度源输出光的偏振度计算方法。根据PSIM系统的实现原理, 搭建了验证PSIM性能的实验装置, 对可调偏振度源输出的不同偏振度谱进行了测量。实验结果表明：在PSIM实验装置的有效工作波段范围内, 可调偏振度源输出光的理论偏振度值与PSIM实验装置测得结果的误差在1%以内, 验证了可调偏振度源及PSIM实验装置设计的正确性。该装置有望成为标准偏振光源, 用于偏振光谱测量装置的精确标定。

偏振光谱强度调制(PSIM)是一种先进的偏振光谱测量技术,测量数据处理是PSIM偏振光谱仪 解析待测光偏振光谱信息的关键环节。从PSIM技术的调制、解调机理出发,结合相关数字信号处 理理论,给出了从PSIM偏振光谱仪系统的测量数据中,解析待测光4个Stokes矢量元素谱的数学原理, 建立了PSIM偏振光谱仪的测量数据处理流程。搭建了PSIM偏振光谱仪实验装置,分别对平行光管直接输 出光信号及平行光管加透光轴水平方向偏振片后输出的光信号进行了测量实验。利用建立的PSIM偏振光 谱仪测量数据处理流程,对实验装置的测量数据进行了偏振光谱信息解析处理,处理结果与理论分析结 果间良好的一致性验证了PSIM偏振光谱仪系统数据处理方法的正确性。

鬼成像(或关联成像)的耗时问题是该研究通往应用领域的艰难瓶颈。以杨氏双缝的鬼衍射为例，通过引入一个收敛判据，研究了一系列影响收敛速度的因素 以及收敛特征。计算机实验表明，物体的特征尺度与照明光场的横向相干长度是影响成像速度的共同关键因素。作者希望以此引起人们对关联光学实时化问题的关注。 此外，给出的数值热光源的产生方法可为鬼成像的变形-主动照明式激光雷达的光源提供驱动。

当自然光以一定的角度通过玻璃片堆时,其岀射光是线偏振度一定的部分偏振光。利用该原理研制了一台可见光波段线偏振度可调节的偏振光源。分别测量了玻璃片堆在0°、15°、30°、45°和60°倾角时偏振光源输出光在可见光波段的线偏振度谱,并将测量结果与理论输出结果进行了比对。结果表明,有效测量结果与理论输出结果之间最大误差不超过0.8%。实现了可调偏振度光源的预期设计目标。

提出了一种适用于新型偏振光谱仪调制器实验室装调的简易方法。介绍了该方法的理论依据, 基于该方法完成了调制器的实验室装调实验。为了验证该方法的有效性, 用装调完成的调制器搭建了新型偏振光谱仪实验装置, 通过测量得到了由调制器形成的载波信号, 并用该载波信号对实验装置的测量数据进行了解调处理。结果表明: 在有效测量波段内(525~700nm), 以卤钨灯为光源的平行光管直接输出光的偏振度＜10%;经过线偏振器起偏后, 输出光的偏振度值接近100%。与理论分析的结果一致, 验证了该方法的可行性。