粗糙表面后向散射光的退偏振特性研究

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632.8nm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。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究背景

1.2研究历史和现状

1.3本文的主要内容

2基本理论和退偏振曲线模拟

2.1粗糙表面的后向散射基本理论

2.1.1电介质表面的表面场积分方程

2.1.2切向表面场的估算

2.1.3远场后向散射场

2.1.4平均功率和散射系数

2.1.5单次和多次后向散射系数

2.2用Matlab进行退偏度曲线模拟

2.2.1模拟P光、S光入射情况

2.2.2模拟目标板分别是金属与非金属的情况

2.2.3模拟不同波长的偏振光入射情况

2.3本章小结

3典型目标退偏特性的实验研究

3.1实验原理

3.2实验装置的设计与搭建

3.2.1 632.8nm入射波长的实验装置的设计与搭建

3.2.2 1064nm入射波长的实验装置的设计与搭建

3.3实验器件的选择及实验步骤

3.3.1实验器件的选择

3.3.2实验条件与步骤

3.4本章小结

4实验结果与分析

4.1目标粗糙度对退偏特性的影响

4.2 P光和S光入射对退偏特性的影响

4.3入射光波长不同对退偏特性的影响

4.4不同性质的目标对退偏特性的影响

4.5退偏度曲线极值位置的研究

4.6典型目标后向散射特性的实验研究

4.7关于实验测量误差源的讨论

4.8本章小结

5结论与展望

5.1结论

5.2可继续开展的工作

致 谢

参考文献