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水窗波段反射式偏振光学元件的设计和制作

水窗波段是软X射线进行生物活细胞显微成像的最佳波段,因此对于水窗波段偏振光学元件的研究有着非常重要的意义。用菲涅耳公式计算出在水窗波段内不同材料组合对应不同波长的最大反射率,模拟分析了多层膜周期和表界面粗糙度对多层膜偏  (本文共4页) 阅读全文>>

华中科技大学
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基于矢量偏振谐振腔的高功率径向偏振光束产生研究

径向偏振光束偏振分布的旋转对称性,使其在激光加工、光学显微、粒子捕获、等离激元、激光加速等应用领域具有独特的优势。本文针对矢量偏振谐振腔产生高功率径向偏振光进行了理论和试验研究。主要的研究内容如下:(1)研究了矢量偏振光学的数值计算理论,包括偏振光学的矩阵理论(琼斯矢量、琼斯矩阵、斯托克斯参数、米勒矩阵等)、矢量偏振光束的表征以及矢量光场的衍射积分理论,为偏振光学及偏振敏感谐振腔的数值计算打下了理论基础。(2)研究了偏振敏感谐振腔本征模式的计算方法。基于琼斯矢量理论,提出了用于偏振敏感谐振腔本征模式计算的矢量Fox-Li迭代法和矢量特征向量法。与矢量Fox-Li迭代法相比,矢量特征向量法可以一次求解偏振敏感谐振腔内的多个本征模式,包括标量模式和矢量模式。(3)研究了球面矢量偏振谐振腔的模式特性。采用矢量特征向量法研究了球面矢量偏振谐振腔的偏振参数、菲涅尔数和几何参数对腔内模式选择和模场分布的影响。得出了要在球面矢量偏振半共焦腔内...  (本文共132页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)

通道型偏振光谱遥感仪器强度调制模块误差分析与修正研究

随着人们在自然环境变化、太空资源探索、军事目标发现等领域的应用需求显著增加,对遥感仪器的探测能力提出了越来越高的要求,新型的偏振光谱遥感技术——偏振光谱强度调制技术(Polarimetric Spectral Intensity Modulation,PSIM)得到了研究人员的广泛关注。相较于传统的光谱信息获取技术,PSIM技术获得的偏振信息能提供更加丰富的目标信息,在云与大气气溶胶探测、天文观测、地球环境监测、地质资源勘探等领域具有广阔的应用前景。PSIM技术是偏振光谱测量领域的先进技术,最早由日本学者Oka和美国学者Iannarilli等人于20世纪90年代末提出,其可在紫外(UV)至长波红外(LWIR)波段范围内,对遥感目标的全部偏振光谱信息实现快照式同时获取,在偏振光谱遥感领域具有广阔的应用前景。由于实际应用需求对目标偏振信息的测量精度要求较高(如在大气遥感探测领域,要求线偏振度测量精度达到0.5%),偏振光谱强度模块作...  (本文共128页) 本文目录 | 阅读全文>>

合肥工业大学
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多层粗糙表面光反射偏振建模与特性分析

光在传播过程中遇到物体会发生反射作用。物体的表面的光学参数与几何特性影响反射光的空间分布范围与能量强度。通过对光在粗糙表面的反射过程进行建模,可以根据入射光(反射光)估计反射光(入射光)的光学信息。因此,表面光反射过程的建模一直是地球遥感、目标光学探测、图形渲染等多个领域的研究热点问题之一。众多学者对粗糙表面光反射过程进行了研究,以提高模型的准确度并扩展模型的适用范围。目前,大部分模型仍然针对于单层表面的光反射过程,然而,在日常生活中以及军事场景中存在大量的带有涂层或薄膜的多层表面的物体,对多层表面的反射问题的建模仍然是研究的难点,其核心问题在于对光传播真实物理过程的模拟与求解。偏振是光的自然属性,偏振光的表达由光的能量强度以及光的偏振状态组成。研究表明,光的偏振状态会影响反射光的能量强度。由于传统的多层表面光反射模型大多忽略了偏振效应,在多层表面的光反射过程中考虑偏振效应,将可以更准确地模拟光传播的真实物理过程,提高反射光能量...  (本文共107页) 本文目录 | 阅读全文>>

合肥工业大学
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基于生物偏振视觉的导航定向方法研究

仿生偏振光导航是一种基于地球自然属性的新型自主导航方法,以生物高度敏感的偏振视觉为仿生基础,以天空偏振光的规律性分布模式为导航依据,具有隐蔽性好,抗干扰能力强的特点,可作为现有导航技术的有利补充,为弱/无卫星信号条件下处于陌生环境的导航载体提供航向及姿态信息,有效提升导航系统的精度及鲁棒性,具有重要的科学意义与广阔的应用前景。其研究涉及生物学、光学、大气科学、神经科学及信号与信息处理技术等多个领域,属于多学科交叉综合的新兴课题,其中,如何通过对天空偏振模式的检测,获取导航过程中需要的参考方向信息是需要解决的核心问题。研究表明,生物利用其复眼DRA中大量小眼组成的阵列对天空偏振模式进行光学层面的整合后产生相应的神经信号,继而利用具有多层结构的偏振敏感神经系统对感知到的偏振信息进行神经层面的整合,经过编码、传输和解码等过程,最终通过位于前脑桥中的柱状罗盘神经元对获取的方向信息进行表示。然而,现有的相关仿生研究大多仅仅关注对生物复眼D...  (本文共130页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
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上皮组织形态特征识别中的偏振方法研究

由于偏振光具有矢量性,与不具有偏振而只由强度决定的自然光比较,具有包括偏振方向在内的更多的信息,因此利用偏振光和物质相互作用而引起的各种效应,可对介质本身的某些特性进行研究。上皮组织是薄的粘膜组织,其后向散射光的偏振态是易测量的,因此偏振光散射后的偏振退化、偏振分量之间的转换能够反映组织细胞综合结构参数。本文系统地研究了用于上皮组织形态特征识别的偏振光的理论及技术应用,主要研究内容如下: 首先,从上皮组织的结构以及非典型增生、原位癌的特征出发,建立了双层散射介质的偏振后向散射光谱的理论模型。用傅立叶方法分析了表层散射体的形态学参数对光谱曲线形状及其谐波幅值的影响。分析表明:粒子直径、标准偏差主要影响光谱的波纹结构的幅值及振荡频率,而散射光谱值的大小对相对折射率最为灵敏; 且光谱基波分量及低次谐波分量的贡献依赖于粒子直径、标准偏差及相对折射率的大小。进一步,构建了该上皮组织模型的偏振后向散射光谱反演模型。针对反演模型的多参数、多极...  (本文共124页) 本文目录 | 阅读全文>>