霧霾天氣嚴(yán)重干擾了可見光成像效果,利用可見光偏振特性可以有效提升探測(cè)效率。霧霾環(huán)境會(huì)受到氣溶膠顆粒濕度的影響,濕度是霧霾環(huán)境重要物理參數(shù)。為了獲得可見光在霧霾環(huán)境的偏振特性規(guī)律,分析了環(huán)境濕度對(duì)偏振特性的影響。在非偏振光氣溶膠單粒子散射特性基礎(chǔ)上,采用改進(jìn)蒙特卡羅方法建立了偏振傳輸模型,對(duì)不同濕度水霧環(huán)境下可見波段偏振光傳輸特性進(jìn)行研究,重點(diǎn)分析水霧環(huán)境濕度改變對(duì)不同可見光波段偏振光偏振特性的影響情況并建立了接近真實(shí)水霧環(huán)境,通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)對(duì)偏振模型進(jìn)行驗(yàn)證,對(duì)不同濕度環(huán)境下的450、532、671 nm線偏振光與圓偏振光的偏振度與偏振態(tài)改變進(jìn)行了比較與分析,仿真模型置信度>60%。研究結(jié)果表明:偏振光的偏振度隨水霧環(huán)境濕度是呈下降趨勢(shì)。隨著波長(zhǎng)的增大,偏振度變化趨于平緩,出射偏振度隨著波長(zhǎng)的增加而變大,當(dāng)激光波長(zhǎng)為450、532、671 nm時(shí),偏振度下降點(diǎn)的濕度值分別為50%、70%、90%;圓偏振光入射,圓偏振光的旋性對(duì)于偏振度沒有影響,且高于線偏振度值。對(duì)于水霧這種容易受濕度影響較大的環(huán)境而言,在可見光波段,應(yīng)該盡量選擇較長(zhǎng)波長(zhǎng)的偏振光進(jìn)行傳輸探測(cè),因?yàn)闈穸葘?duì)較短波長(zhǎng)的影響... 

【文章來源】：紅外與激光工程. 2020,49(09)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

參考平面的定義Fig.1Definitionofreferenceplane)

?x=2π/λm11m12m13m14以，出射偏振光的偏振度要大于波長(zhǎng)較長(zhǎng)的偏振光。當(dāng)波長(zhǎng)增加到671nm時(shí)，相比于其他兩種波長(zhǎng)變化趨于平緩，這是由于波長(zhǎng)的增加，使得變小，即粒子尺度參數(shù)變小，使得Muller矩陣中、、、變小，這樣會(huì)導(dǎo)致散射光強(qiáng)度的變小，偏振度改變不大，也就顯示為震蕩不明顯。而且由于水霧環(huán)境的強(qiáng)吸濕性，使得粒子尺度明顯增大，導(dǎo)致了粒子的散射作用增強(qiáng)，故而隨著濕度的增加水霧環(huán)境粒子的偏振度不斷下降。3偏振特性室內(nèi)測(cè)試3.1室內(nèi)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)室內(nèi)測(cè)試搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖5所示，系統(tǒng)實(shí)物圖如圖6所示。發(fā)射端組成為激光器、衰減片、偏振片、波片、濾光片組成。激光器輸出功率為50mW的固體激光器，根據(jù)實(shí)驗(yàn)波長(zhǎng)來選擇相應(yīng)激光器，偏振片透過波段為400~700nm，各波長(zhǎng)透過率可以達(dá)到80%以上。接收端分成兩路一路由波片、偏振片、光功率計(jì)組成，一路由偏振態(tài)測(cè)量?jī)x組成。圖5系統(tǒng)組成圖Fig.5Systemcompositiondiagram圖6系統(tǒng)實(shí)物圖Fig.6Realsystem接收端偏振角度為0°、60°、120°，采集的強(qiáng)度信息通過下式計(jì)算出相應(yīng)的偏振信息，并與偏振態(tài)測(cè)量?jī)x數(shù)據(jù)做比對(duì)。圖2波長(zhǎng)450nm偏振度與濕度關(guān)系圖Fig.2Relationshipbetweenthepolarizationdegreeandhumidityof450nmpolarizedlight圖3波長(zhǎng)532nm偏振度與濕度關(guān)系圖Fig.3Relationshipbetweenthepolarizationdegreeandhumidityof532nmpolarizedlight圖4波長(zhǎng)671nm偏振度與濕度關(guān)系圖Fig.4Relationshipbetweenthepolarizationdegreeandhumidityof671nmpolarizedlight紅外與激光工程第9期www.irla.cn第49卷20200057–5

12m13m14以，出射偏振光的偏振度要大于波長(zhǎng)較長(zhǎng)的偏振光。當(dāng)波長(zhǎng)增加到671nm時(shí)，相比于其他兩種波長(zhǎng)變化趨于平緩，這是由于波長(zhǎng)的增加，使得變小，即粒子尺度參數(shù)變小，使得Muller矩陣中、、、變小，這樣會(huì)導(dǎo)致散射光強(qiáng)度的變小，偏振度改變不大，也就顯示為震蕩不明顯。而且由于水霧環(huán)境的強(qiáng)吸濕性，使得粒子尺度明顯增大，導(dǎo)致了粒子的散射作用增強(qiáng)，故而隨著濕度的增加水霧環(huán)境粒子的偏振度不斷下降。3偏振特性室內(nèi)測(cè)試3.1室內(nèi)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)室內(nèi)測(cè)試搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖5所示，系統(tǒng)實(shí)物圖如圖6所示。發(fā)射端組成為激光器、衰減片、偏振片、波片、濾光片組成。激光器輸出功率為50mW的固體激光器，根據(jù)實(shí)驗(yàn)波長(zhǎng)來選擇相應(yīng)激光器，偏振片透過波段為400~700nm，各波長(zhǎng)透過率可以達(dá)到80%以上。接收端分成兩路一路由波片、偏振片、光功率計(jì)組成，一路由偏振態(tài)測(cè)量?jī)x組成。圖5系統(tǒng)組成圖Fig.5Systemcompositiondiagram圖6系統(tǒng)實(shí)物圖Fig.6Realsystem接收端偏振角度為0°、60°、120°，采集的強(qiáng)度信息通過下式計(jì)算出相應(yīng)的偏振信息，并與偏振態(tài)測(cè)量?jī)x數(shù)據(jù)做比對(duì)。圖2波長(zhǎng)450nm偏振度與濕度關(guān)系圖Fig.2Relationshipbetweenthepolarizationdegreeandhumidityof450nmpolarizedlight圖3波長(zhǎng)532nm偏振度與濕度關(guān)系圖Fig.3Relationshipbetweenthepolarizationdegreeandhumidityof532nmpolarizedlight圖4波長(zhǎng)671nm偏振度與濕度關(guān)系圖Fig.4Relationshipbetweenthepolarizationdegreeandhumidityof671nmpolarizedlight紅外與激光工程第9期www.irla.cn第49卷20200057–5

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3266805