【摘要】：大氣中粒子的形狀與光的偏振態(tài)變化密切相關(guān)。由于自然界中的沙塵、煙煤等粒子的非球形性,計(jì)算偏振光在非球形粒子中的傳輸特性時(shí),若按照球形粒子計(jì)算,會(huì)有很大誤差。針對(duì)上述問(wèn)題,本文對(duì)偏振光在橢球形粒子煙霧中的傳輸特性展開深入研究。從偏振傳輸仿真和偏振傳輸實(shí)驗(yàn)兩部分,針對(duì)不同入射光波長(zhǎng)、不同偏振初始狀態(tài)下的偏振光在不同橢球形粒子煙霧濃度下的變化規(guī)律進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。為滿足煙霧環(huán)境中偏振傳輸測(cè)試特性需求,建立人工模擬系統(tǒng),用自制煙霧模擬裝置開展實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)以長(zhǎng)、短軸比為1.5的兩種橢球形粒子(酵母菌粒子、靈芝孢子)為介質(zhì),以五種入射光偏振態(tài)(0°、45°、90°、135°、左旋)、三個(gè)波長(zhǎng)(450nm、532nm、671nm)為變量,研究激光在不同條件下的偏振傳輸特性的變化規(guī)律。同時(shí)基于隨機(jī)概率抽樣擬合散射相函數(shù)的方法,建立橢球粒子的偏振傳輸蒙特卡羅模型,對(duì)光子在橢球形粒子煙霧中的行為追蹤并進(jìn)行統(tǒng)計(jì),模擬出射光最終狀態(tài)的偏振特性。為了將仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果建立聯(lián)系,解決煙霧濃度的不穩(wěn)定性,本文選用光學(xué)厚度表征煙霧濃度,通過(guò)三種相似性度量分析仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的相似性,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨介質(zhì)濃度升高,不同狀態(tài)的偏振光都出現(xiàn)了明顯的退偏現(xiàn)象。相同條件下,圓偏振光有更好的保偏特性。不同起偏角度的線偏振光對(duì)偏振傳輸特性無(wú)明顯影響。可見光波段范圍內(nèi)的三個(gè)波長(zhǎng)對(duì)偏振傳輸特性的影響差異不大。
【圖文】：

度函數(shù) α = ω a =2π a /λ。0n 為折射指數(shù)， ( )nψ α 和 ( )nξ α 為：1/2ψ (α ) π / 2 (α )+=n nx J (2)1/2ξ (α ) π / 2 (α )+=n nx H +1/2和(2)n+1/2H 是第一類 Bessel 函數(shù)和第二類 Hankel 函數(shù)。射中，光子和粒子發(fā)生的散射反應(yīng)往往不是單一的，不僅存是粒子的多次散射[46]。光子與粒子碰撞后發(fā)生散射，散射生碰撞，如此反復(fù)，最終光子到達(dá)接收端。散射程度及偏響。如圖 2.1 所示是粒子的多次散射示意圖。

13圖 2.2 偏振的蒙特卡洛仿真流程圖）光子的自由程抽樣卡羅方法可以對(duì)光子的行為進(jìn)行追蹤并統(tǒng)計(jì)。假設(shè)光子在與標(biāo)是(x，，y，z)，當(dāng)光子與粒子發(fā)生散射作用后，散射后的坐得到光子散射與傳輸方向的余弦為( μ , μ , μ)x y z，并同時(shí)根據(jù)
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O436.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2636970