【摘要】：由于激光有高強(qiáng)度、抗干擾、方向性好等特點(diǎn),無(wú)論是在軍用領(lǐng)域,還是通信、醫(yī)療等民用領(lǐng)域,都越來(lái)越廣泛地使用到了激光技術(shù)。各種脈沖激光器的不斷發(fā)展的過(guò)程中,脈沖激光波束在衛(wèi)星通信、高精度測(cè)距、目標(biāo)識(shí)別與檢測(cè)、激光光譜分析等系統(tǒng)中成為重要的信息載體。對(duì)粗糙表面的散射偏振特性研究,有利于在復(fù)雜背景中探測(cè)到感興趣的目標(biāo),是遠(yuǎn)程偵查、目標(biāo)識(shí)別等領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。由于光波在散射和反射中偏振信息會(huì)隨之改變,在目標(biāo)檢測(cè)與識(shí)別中,就可以根據(jù)不同目標(biāo)的反射光波的偏振特性變化來(lái)判別目標(biāo)特點(diǎn)。偏振技術(shù)的使用,使相干探測(cè)系統(tǒng)性能大大提升,可以獲得更高的信噪比和更好的分辨能力。本文以偏振激光脈沖波束為例,研究了激光波束在隨機(jī)粗糙表面散射退偏振的特性。論文的研究成果如下:第一,使用譜反演的方法,模擬仿真出一維、二維高斯隨機(jī)粗糙面。高斯粗糙面的表面粗糙度使用高度起伏均方根?和表面相干長(zhǎng)度?的比值來(lái)描述,這樣可以包括粗糙面的橫向特征和縱向特征信息。第二,從入射波表面切向場(chǎng)出發(fā),推導(dǎo)了粗糙面激光多次散射后向散射系數(shù),數(shù)值分析證明粗糙面越粗糙,散射現(xiàn)象越明顯,且當(dāng)粗糙面粗糙度較大時(shí),存在后向散射增強(qiáng)的現(xiàn)象。第三,以橢圓偏振相干脈沖EGSMP波束作為研究對(duì)象,基于隨機(jī)電磁波束的相干偏振理論,相位結(jié)構(gòu)函數(shù)的二次近似和廣義的Stokes參量,推導(dǎo)出橢圓偏振相干脈沖EGSMP波束的電磁CSDF矩陣元,用以表示入射光的偏振態(tài)�；谄耠p向反射分布函數(shù)(BRDF),考慮多次散射和遮避效應(yīng),推導(dǎo)了脈沖波束經(jīng)過(guò)隨機(jī)粗糙面散射后的退偏度。對(duì)比分析了波束的初始脈沖寬度、波束束寬等光波參數(shù)以及表面粗糙度和材料復(fù)折射率等粗糙面參數(shù)對(duì)橢圓偏振波束的退偏特性影響。結(jié)果表明:脈沖寬度、波束束寬等光波參數(shù),表面粗糙度、材料復(fù)折射率等粗糙面參數(shù),對(duì)偏振脈沖波束的退偏特性影響顯著。
【圖文】：

西安工業(yè)大學(xué)碩士論文從文獻(xiàn)上看關(guān)于脈沖激光在介質(zhì)中的傳輸問(wèn)題研究較多，且有了許多的成果，但是偏振脈沖激光在粗糙面回波研究鮮有報(bào)道，特別是粗糙面散射退偏問(wèn)題鮮有文獻(xiàn)。而由于脈沖激光根據(jù)其回波信號(hào)的特點(diǎn)進(jìn)行累計(jì)、濾波處理，，可以大幅提高信噪比，從而提高目標(biāo)探測(cè)精度和探測(cè)距離。因此將偏振脈沖激光做為入射光，研究粗糙表面散射退偏特性很有必要，對(duì)于激光測(cè)距和成像、目標(biāo)識(shí)別等領(lǐng)域意義重大。1.3 論文各章節(jié)安排本文主要分析了橢圓偏振激光脈沖波束入射粗糙面經(jīng)過(guò)散射后散射光的退偏振特性，論文的結(jié)構(gòu)框架圖如圖 1.1 所示。

（a） 0.1 （b） 0.5 圖 3.2 不同粗糙程度的二維粗糙面模型3.3 本章小結(jié)本章首先介紹了粗糙表面的形貌特征描述,除了基本的均方根高度、相關(guān)長(zhǎng)度基本量外,還有介紹了功率譜密度、均方根斜率等參量。采用譜反演法仿真生成了不同粗糙的高斯隨機(jī)粗糙表面，直觀地表示了不同形貌特征的粗糙面。
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN24

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 呂奕;高雋;王玲妹;王馳;;基于表面生成法的粗糙基底上半透明涂層的光散射特性[J];光子學(xué)報(bào);2015年03期

2 施智勇;潘曉聲;張謙;;利用延時(shí)法進(jìn)行高精度脈沖激光測(cè)距[J];光學(xué)精密工程;2014年02期

3 高明;宋沖;鞏蕾;;基于偏振雙向反射分布函數(shù)的粗糙面光散射偏振特性研究[J];中國(guó)激光;2013年12期

4 黃超超;吳曉迪;楊華;蔣劍鋒;;基于各向異性Gaussian改進(jìn)模型的衛(wèi)星材料BRDF計(jì)算[J];激光與紅外;2013年06期

5 鄒喜仁;白璐;吳振森;;光滑樣片鏡反射率譜建模[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2013年06期

6 陳學(xué);孫創(chuàng);夏新林;;基于微面斜率法的粗糙表面半透明介質(zhì)層光譜散射特性分析[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2012年12期

7 楊玉峰;吳振森;曹運(yùn)華;;一種實(shí)用型粗糙面六參數(shù)雙向反射分布函數(shù)模型[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2012年02期

8 鞏蕾;吳振森;;粗糙基底上涂層的極化雙向反射分布函數(shù)[J];紅外與激光工程;2012年01期

9 江舒;來(lái)建成;王春勇;卞保民;陸建;李振華;;典型粗糙表面的退偏振特性實(shí)驗(yàn)研究[J];南京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2011年03期

10 蔡九菊;王愛(ài)華;;高斯粗糙表面輻射特性的數(shù)值研究[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年04期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 張旭升;彌散介質(zhì)中激光脈沖信號(hào)的時(shí)空特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

2 付歡;隨機(jī)粗糙表面激光后向散射特性的理論模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D];南京理工大學(xué);2012年

3 孫鶴;隨機(jī)粗糙面的光散射特性的理論研究[D];黑龍江大學(xué);2011年

4 張菁;超短光脈沖某些基本問(wèn)題的研究[D];四川大學(xué);2003年

本文編號(hào)：2639254