哈尔滨工业大学航天学院空间光学工程研究中心, 黑龙江 哈尔滨 150001
为了区分微米量级表面上方颗粒物灰尘与表面下方气泡粒子这两种表面缺陷,根据菲涅耳透射定律以及Mie散射理论,结合穆勒矩阵建立了两种表面缺陷的偏振透射模型,在此基础上通过仿真分析,得到元件折射率、缺陷种类、缺陷尺寸、入射波长、入射角度对两种表面缺陷粒子的偏振透射特性的影响。最终通过实验验证证明了模型具有较高的准确性,具备实际的仿真模拟分析和工程应用价值。
散射 偏振 缺陷检测 缺陷区分 光学学报
2021, 41(12): 1229001
哈尔滨工业大学航天学院空间光学工程研究中心, 黑龙江 哈尔滨 150001
提出了一种快速测量双向反射分布函数(BRDF)的子孔径扫描傅里叶变换系统。子孔径扫描傅里叶变换方法,使用单个傅里叶变换透镜进行测量,具有扩展单次测量视场、工作距离长、成本低以及系统简单等优点,可以在大空间频率范围内实现BRDF的快速有效测量。与角度细分光谱辐射计测量方法相比,子孔径扫描傅里叶变换方法具有更高的灵敏度和精度,提高了检测速度。该方法通过与子孔径扫描方法结合,测量样品平面上散射的光场,并在傅里叶空间中进行数值拼接,扩大了测量BRDF的角度范围。最后,利用对比实验数据对该方法进行了验证。实验结果表明,该方法与角度细分光谱辐射计的相对误差小于1%,测量时间是角度细分光谱辐射计的1/10,角度分辨率可以达到0.005°。这些结果为子孔径扫描傅里叶变换系统在快速BRDF测量中的应用提供了理论依据和技术支持。
散射 双向反射分布函数 傅里叶变换 测量 光学学报
2020, 40(13): 1329001
哈尔滨工业大学 航天学院，黑龙江 哈尔滨 150001
为了给海面溢油污染识别检测提供理论基础，根据菲涅尔反射公式的偏振反射系数，结合偏振双向反射率因子和粗糙海面的概率密度分布函数，建立了完善的pBRDF模型，仿真在不同太阳入射角度、不同探测器观测角度以及不同海面风速风向等条件下海水和油膜的偏振反射分布函数。结果表明：海水和油膜太阳天顶角为53°和56°时P偏振反射率分别为1.0×10?5和2.5×10?5，S偏振反射率随着太阳天顶角的增加而增加；海面风速越大偏振反射率峰值越小；海面风向只改变pBRDF的空间位置；海水和油膜线偏振度空间分布有明显差异。搭建实验平台相机以40°拍摄时，得出海水和油膜的线偏振度分别在0.2~0.4, 0.5~0.7之间，同时表明利用偏振探测获取目标场景的偏振度和偏振角图可提高图像质量。
油膜 偏振反射特性 oil slick pBRDF pBRDF polarization reflection characteristics 红外与激光工程
2020, 49(4): 0426002
