本文關(guān)鍵詞：典型空間材料偏振散射特性研究

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【摘要】：隨著空間技術(shù)的飛速發(fā)展,對(duì)空間目標(biāo)的探測(cè)和識(shí)別變得尤為重要,由于光信號(hào)探測(cè)最為直接和準(zhǔn)確,近年來利用光散射特性進(jìn)行探測(cè)識(shí)別的方式也日益受到重視。由于目標(biāo)表面的偏振散射特性包含的信息非常全面,不僅比強(qiáng)度探測(cè)識(shí)別的方法具有更高的效率,而且不受溫度因素的干擾,因此相比常規(guī)的光散射探測(cè)技術(shù)而言,基于偏振散射探測(cè)技術(shù)具有更好的適用性,目前已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在目標(biāo)識(shí)別、生物醫(yī)學(xué)以及偏振遙感和成像等諸多領(lǐng)域[1]。為了研究典型空間材料偏振散射特性的影響因素,本文在查閱大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上對(duì)典型空間材料的粗糙度和散射角對(duì)其Mueller矩陣各個(gè)分量的影響進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:首先,本文從偏振光的基本理論出發(fā),研究了表征偏振光的典型方法,分析了表征偏振光學(xué)系統(tǒng)的Jones矩陣法和Mueller矩陣法,并比較了兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn),推導(dǎo)了非退偏光學(xué)系統(tǒng)中Jones矩陣和Mueller矩陣的關(guān)系。Mueller矩陣以光偏振態(tài)為基礎(chǔ),不依賴于電磁理論,簡(jiǎn)單直觀,因此本文采用Mueller矩陣描述目標(biāo)的偏振散射特性。詳盡分析了基于Fourier分解法測(cè)量目標(biāo)表面Mueller矩陣的原理,并設(shè)計(jì)了基于雙旋延遲器結(jié)構(gòu)的Mueller矩陣測(cè)量系統(tǒng)。通過對(duì)自由空間(用空氣替代)Mueller矩陣的測(cè)量結(jié)果對(duì)Fourier分解法進(jìn)行了修正,分析了系統(tǒng)誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。其次,本文基于描述目標(biāo)材料光譜散射特性的微面元模型數(shù)值模擬了鋁合金板偏振雙向反射分布函數(shù)的鏡反射分量,得到了Mueller矩陣各個(gè)分量在笛卡爾直角坐標(biāo)系下的極值分布情況,分析了Mueller矩陣各個(gè)主要分量與散射角之間的關(guān)系,得到了各向同性的金屬表面的Mueller矩陣各個(gè)分量之間的關(guān)系,為實(shí)驗(yàn)結(jié)果提供了理論依據(jù)。最后利用Mueller矩陣測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量了入射角45i???,散射角?30,60?r????時(shí)拋光、未處理和噴砂的三塊表面粗糙度不同的鋁合金樣片的Mueller矩陣,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了微面元法的數(shù)值模擬結(jié)果,對(duì)樣片Mueller矩陣各個(gè)分量隨散射角的變化趨勢(shì)進(jìn)行了分析,并探討了材料粗糙度對(duì)材料退偏度的影響。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V250.2

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本文編號(hào)：1224098