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粗糙表面后向散射光的退偏振特性研究
作 者: 黄茜
导 师: 李振华
学 校: 南京理工大学
专 业: 光学工程
关键词: 粗糙表面 后向散射 退偏特性 退偏度
分类号: O436.2
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 157次
引 用: 2次
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内容摘要
近年来,粗糙表面激光回波偏振特性的理论与实验研究取得了重要的进展,在遥感、目标识别、生物医学等领域的应用也日益广泛,具有重要的军事意义和科学意义。本文对粗糙表面的退偏振特性分别进行了理论模拟和实验测量。根据已有的相似偏振和交叉偏振的后向散射系数表达式,推导了P光和S光分别入射时,高斯粗糙表面的退偏度表达式,并模拟了不同入射条件下的退偏度曲线进行比较,包括P光和S光分别入射金属目标,P光入射金属和非金属目标以及不同波长P光入射金属、非金属目标的情况。发现,退偏度随着入射角度的增加而增加,当入射角达到一定值时,退偏度减小;入射条件一定时,非金属目标的退偏振能力强于金属;不同波长的线偏光入射时,目标对波长较短的入射光表现出更强的退偏振能力。在1064nm和632.8m两种波长的P光、S光和45°线偏光分别入射的情况下,本文对粗糙目标的退偏度曲线进行了实验测量,发现与理论模拟曲线趋势相似。对影响散射光偏振特性的因素分别进行实验研究,包括目标粗糙度、偏振光振动方向、入射光波长、目标材料等,总结的规律与理论模拟得到的结论一致,给出了定性的解释。另外对退偏度曲线的极值所对应的入射角度进行了研究讨论,发现线偏光入射不同粗糙度的目标表面,极值对应的入射角位置随着目标粗糙度的增加而增大。
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全文目录
摘要 3-4 Abstract 4-7 1 绪论 7-11 1.1 研究背景 7-8 1.2 研究历史和现状 8-9 1.3 本文的主要内容 9-11 2 基本理论和退偏振曲线模拟 11-24 2.1 粗糙表面的后向散射基本理论 11-19 2.1.1 电介质表面的表面场积分方程 12-13 2.1.2 切向表面场的估算 13-14 2.1.3 远场后向散射场 14-15 2.1.4 平均功率和散射系数 15-17 2.1.5 单次和多次后向散射系数 17-19 2.2 用Matlab进行退偏度曲线模拟 19-23 2.2.1 模拟P光、S光入射情况 19-21 2.2.2 模拟目标板分别是金属与非金属的情况 21-22 2.2.3 模拟不同波长的偏振光入射情况 22-23 2.3 本章小结 23-24 3 典型目标退偏特性的实验研究 24-37 3.1 实验原理 24 3.2 实验装置的设计与搭建 24-30 3.2.1 632.8nm入射波长的实验装置的设计与搭建 24-27 3.2.2 1064nm入射波长的实验装置的设计与搭建 27-30 3.3 实验器件的选择及实验步骤 30-35 3.3.1 实验器件的选择 30-33 3.3.2 实验条件与步骤 33-35 3.4 本章小结 35-37 4 实验结果与分析 37-49 4.1 目标粗糙度对退偏特性的影响 37-40 4.2 P光和S光入射对退偏特性的影响 40-41 4.3 入射光波长不同对退偏特性的影响 41-42 4.4 不同性质的目标对退偏特性的影响 42-43 4.5 退偏度曲线极值位置的研究 43-45 4.6 典型目标后向散射特性的实验研究 45-47 4.7 关于实验测量误差源的讨论 47-48 4.8 本章小结 48-49 5 结论与展望 49-51 5.1 结论 49 5.2 可继续开展的工作 49-51 致谢 51-52 参考文献 52-55
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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 光学 > 物理光学(波动光学) > 吸收与散射
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