中国建筑材料科学研究总院有限公司 建材行业特种玻璃制备与加工重点实验室, 北京 100024
在玻璃表面镀膜是一种通过表面改性获得功能玻璃的有效方法, 采用提拉工艺在玻璃表面制备具有高度取向的银纳米线薄膜。利用紫外可见光度分光仪和超景深三维视频显微镜等设备研究不同银纳米线含量、提拉速率对玻璃透过率、消光比等光学性能的影响。结果表明: 银纳米线薄膜玻璃在银纳米线质量分数为2%、拉提速率为20 mm/min时, 消光比在530 nm处达到24.2 dB, 且在500～1 050 nm波长范围内消光比值达到20 dB以上, 此时银纳米线薄膜玻璃的整体偏振性能最佳。这种制备方法有望降低大规模组装功能性纳米级电子和光子结构的成本。
银纳米线 薄膜 提拉技术 偏振性能 消光比 Ag nanowire thin film pull-up technology polarization properties extinction ratio
1 海军航空大学航空基础学院, 山东 烟台 264001
2 海军航空大学岸防兵学院, 山东 烟台 264001
海面场景偏振特性研究对于红外偏振目标检测具有重要意义,海面建模是进行海面偏振仿真研究的关键环节。分析了海浪谱模型和空间采样点数对海面建模的影响,建立了将海浪谱的高频分量以指数形式叠加到低频分量的修正方法。将RadTherm软件与偏振度计算模型相结合,对比研究了所提方法与传统方法模拟生成海面的长波红外偏振特性。仿真结果表明,所提方法可以在低空间采样率下有效提高模拟生成海面的高度分布、微面元斜率分布与海面实测数据的吻合度。
物理光学 偏振特性 红外偏振 海浪谱 海面建模
陆军工程大学通信工程学院, 江苏 南京 210014
入射光偏振态的选择对基于偏振特性的光纤压力传感系统性能有着重要影响。以提高传感灵敏度和线性度为目标,提出了一种基于Muller矩阵的简单快速的最佳入射光偏振态优化方案,取代传统的偏振态“盲调”,利用基于压电陶瓷的挤压装置和偏振检测计,在实验中获得了灵敏度为0.2410 N -1、线性度为99.9%的最佳传感性能,实验结果与理论预期吻合较好。所提方案可以大幅度提高基于光纤偏振特性的传感系统的性能并扩展其实用价值。
光纤光学 光纤传感 偏振特性 斯托克斯参量 Muller矩阵 光学学报
2020, 40(14): 1406001
1 长春理工大学 电子信息工程学院, 吉林 长春 130022
2 长春理工大学 空地激光通信技术国防重点科学实验室, 吉林 长春 130022
偏振图像比传统强度图像包含更丰富的物体表面反射及散射信息。用萨尔萨(SALSA)相机在自然光照下获取水下偏振图像, 研究不同材质物体、放置深度、牛奶浓度及波段因素对水下目标物偏振成像的影响。结果表明: 蓝色波段偏振成像能够较好地获取水下物体的边界轮廓等信息; 不同材质的目标物在水下呈现不同的偏振特性,紫铜偏振度最高达0.69; 在1.40 mg/L牛奶浑浊度的水下, 偏振图像仍能通过比较目标物的偏振度(degree of polarization, DOP)信息来检测出水下目标物, 瓷片的DOP仅降低0.31; 此外, 在水下约40 cm深度下, 偏振成像获取的图像比强度图像轮廓更为清晰, 如铁的偏振对比度比强度对比度高5.26%。
偏振成像 水下成像 材质偏振特性 偏振度对比度 polarization imaging underwater imaging polarization properties of material contrast of polarization degree
光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京理工大学光电学院, 北京 100081
为了研究高斯粗糙表面偏振特性, 基于微面元理论, 综合考虑微面元的漫反射和镜面反射, 建立偏振双向反射分布函数模型。对由偏振双向反射分布函数得到的穆勒矩阵进行分解、变换等处理, 推导出表征粗糙表面二向色性、相位延迟和退偏的3个子矩阵及其对应的偏振特性表达式。针对典型的粗糙目标, 对偏振特性进行理论计算。分析入射角、方位角, 以及粗糙度对粗糙表面偏振特性的影响。结果表明：粗糙表面二向色性在入射角变化范围内有极大值, 且随方位角的增大而增大；相位延迟随入射角的增大而减小, 且在方位角变化范围内有极大值；退偏能力在入射角范围内有极小值, 且随方位角的增大而减小；粗糙度对除退偏能力以外的偏振特性影响较小。
散射 偏振双向反射分布函数 粗糙表面 穆勒矩阵 偏振特性
1 光电控制技术重点实验室，河南 洛阳 471000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，河南 洛阳 471000
3 西安重装渭南光电科技有限公司，陕西 渭南 714000
4 南开大学物理科学学院，天津 300071
主要对大气传输及目标反射对偏振光的特性影响进行研究，以蒙特卡罗方法为基础，采用斯托克斯-穆勒形式，依据Mie散射理论及偏振双向反射函数模型，追踪每个光子的偏振态变化，最后统计分析变化后偏振光的斯托克斯矢量和偏振信息。依据所建立的模型进行仿真，仿真结果表明，当能见度为23 km，距离为100 km，目标折射率为1.44+5.23i，表面粗糙度为0.1 mm时，大气传输对光偏振特性影响较小，而目标反射的影响较大，在接收端圆偏振光退偏为椭圆偏振光。
激光测距 偏振特性 大气传输 目标反射 斯托克斯矢量 laser ranging polarization properties atmospheric transmission object reflection Stokes vector
1 偏振光成像探测技术安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 陆军军官学院光电技术与系统实验室, 安徽 合肥 230031
伪装涂层的红外辐射强度信息较弱, 但红外偏振信息相对较强, 以钛合金为基底的伪装涂层样品为实验对象, 研究了其红外偏振光谱特性及方向特性, 设计实现了伪装涂层钛合金人造目标的红外偏振成像检测实验, 实验结果表明, 利用红外偏振成像检测技术能够实现对伪装涂层金属人造目标的有效检测。
伪装涂层 人造目标 红外偏振 偏振特性 成像检测 camouflage coating artificial target infrared polarization polarization properties imaging detection
合肥工业大学计算机与信息学院, 安徽 合肥 230009
针对不同浓度下介质厚度改变对后向散射光偏振特性影响的问题, 以典型蒙特卡罗偏振模型为基础,提出了一种基于后向散射的可变介质厚度蒙特卡罗偏振模型。根据本文提出的模型开展了仿真实验, 得到了不同浓度下介质厚度与后向散射偏振特性的影响关系。仿真结果表明,介质厚度在不同浓度下均对后向散射光的偏振度有着直接影响;在低浓度的情况下,介质厚度增加主要起消偏作用,浓度达到一定阈值后,介质厚度增加起起偏作用;在低浓度的情况下,线偏振光的后向散射光偏振保持特性优于圆偏振光,浓度达到一定阈值后,圆偏振光的后向散射光偏振保持特性优于线偏振光;在浓度极高的情况下,线偏振光与圆偏振光的保持特性趋于一致。
后向散射 偏振特性 蒙特卡罗 介质厚度 backscattering polarization properties Monte Carlo mediam thickness
为了研究高斯-谢尔模型光束的偏振特性, 采用交叉谱密度矩阵的方法, 研究了该光束通过聚焦光学系统的偏振特性, 得到了完全偏振和完全非偏振光束保持偏振度不变的条件, 并给出了通过聚焦光学系统后传输平面偏振度实现均匀分布的条件。结果表明, 聚焦光学系统中偏振度在焦点位置附近有明显的起伏变化; 焦点位置上的偏振度等于其在自由空间传输时的远场稳定偏振度。该研究对激光传输领域具有重要的理论和现实意义。
激光光学 偏振特性 交叉谱密度矩阵 高斯-谢尔模型光束 聚焦光学系统 laser optics polarization properties cross-spectral density matrix Gaussian-Schell model beam focal optical system
根据推广的惠更斯-菲涅耳原理和Rytov相位结构函数二次近似, 推导出高斯-谢尔模型光束在湍流大气传输中交叉谱密度矩阵的表达式, 研究了湍流对椭圆偏振高斯-谢尔模型光束传输中的偏振特性影响, 并与部分偏振高斯-谢尔模型光束进行了对比分析.结果表明, 相对于部分偏振高斯-谢尔模型光束, 椭圆偏振高斯-谢尔模型光束在湍流大气传输中偏振度、方位角以及椭圆度的变化受湍流的影响较小.同时得到椭圆偏振高斯-谢尔模型光束在湍流大气斜程传输中偏振度的变化幅度比部分偏振高斯-谢尔模型光束的小, 而方位角和椭圆度的变化幅度比部分偏振高斯-谢尔模型光束的大.
大气湍流 椭圆偏振激光 偏振特性 交叉谱密度矩阵 Atmospheric turbulence Elliptically polarized laser beams Polarization properties The cross-spectral density matrix
