斯托克斯矢量

摘要： 本文采用偏振光谱视频成像的在线检测识别方法,结合偏振双向反射分布函数的探测原理和数学模型,研究偏振光谱成像主动探测复合环氧树脂在激光辐照下的损伤演化过程。依据斯托克斯(Stokes)矢量分析法,分析复合环氧树脂表面随激光脉冲数目和脉冲能量增加所引起的损伤变化规律。

摘要： 为提高光的偏振现象实验的应用性和拓展性,设计了基于水下偏振成像技术的教学实验.以观察光的起偏和检偏现象为目标,搭建水下偏振成像实验平台,基于斯托克斯理论,采集浑浊水体中目标的偏振子图像,计算偏振度,然后通过图像处理软件获取最终清晰成像结果.该实验综合了光的偏振特性相关知识和实际应用方法,实验效果明显,可操作性强,通过实验能够有效加深学生对该知识点的理解.

摘要： 在打破传统蒙特卡罗方法在光线跟踪计算时各个子过程连贯性的基础上,发展了灵活的逆正向蒙特卡罗法,进而利用该方法研究了介质的矢量辐射传输问题。通过建立一维梯度折射率半透明介质模型,模拟了大气层折射率分布,得到了考虑偏振时介质自身的Stokes矢量。研究结果表明,梯度折射率介质不同表面的发射率存在一定的区别,散射性介质在考虑偏振时表面发射率的结果与标量方法存在一定的差异。逆正向蒙特卡罗方法可用以解决矢量辐射传输这类复杂问题。

摘要： 报道了一种基于偏振敏感光学相干层析术的人体组织退偏特性在体测量方法。以人体手指指甲为样品,采用基于斯托克斯矢量的测量方法和基于宏观穆勒矩阵的测量方法,获得了指甲的不同退偏参数图像,并通过比较图像来衡量这两种方法的优劣。基于穆勒矩阵的方法获得的图像中,能明显区分出甲床结构,对比度高,但能显示出的结构较少。基于斯托克斯矢量的方法获得的图像中,不同偏振光在样品同一位置处获得的退偏均匀度值不同。选取45°偏振光计算其后向反射光的圆偏振度可以获得样品结构信息,包括指甲的甲板、甲床和甲基质下的真皮层。基于斯托克斯矢量法入射45°偏振光测量圆偏振度的方法计算量小,且提取出的结构信息最多,成像效果最好。

摘要： 光学成像指纹检测作为一种无损、 非接触检测方法,是指纹检测的首选技术.偏振成像技术基于偏振信息的获取,可识别不同材质的物体,尤其对于指纹这一类对光强调制不明显而对偏振态调制明显的物体,具有优越的成像效果.研究了基于多维偏振信息实现指纹成像对比度提升方法的研究,创新性地将指纹的多维偏振信息表征为彩色图像.实验结果表明,相对于传统的灰度偏振指纹图像,提出的指纹偏振图像彩色表征方法可显著提升指纹的对比度.

摘要： 随着无中继光纤传输系统的广泛应用,其复杂度与成本成为需要考虑的因素.提出了一种简化的无中继传输系统,采用斯托克斯矢量-直接检测(SV-DD)代替相干接收机.仿真研究了单波与三波复用情况下的128 Gb/s 16QAM信号传输系统性能.仿真结果表明:该系统能够很好地将信号解调出来,前向与后向喇曼泵浦在功率为0.6W和0.8W情况下性能较好,能够承受约400 ps·nm-1的残余色散.

摘要： 为了讨论随机粗糙表面的散射偏振特性随入射条件以及自身表面特征的变化规律,基于斯托克斯-穆勒矩阵变换方法设计搭建了主动偏振光照明的全偏振成像系统,入射光偏振态分别为线偏振光和圆偏振光,在不同入射角度下,对8种不同粗糙度的镍合金表面的散射偏振特性进行了测量,分析了不同成像条件下该金属目标的散射光偏振特性的差异.实验结果表明:同一粗糙表面对圆偏振光的退偏振效应强于线偏振光;圆偏振光入射时,散射光偏振角对入射角和表面粗糙度相比于线偏振光入射时更敏感;另外,目标表面的退偏振效应随着表面粗糙度和入射角的增大而增大.当粗糙度较小时,目标表面的退偏振程度随入射角增大而显著增大;当表面粗糙度增大,该变化趋势逐渐减缓.

摘要： 与红外强度图像相比,单一的偏振度或偏振角图像在提升图像信杂比方面并无明显优势.为综合利用偏振图像的多维信息进一步提升图像信杂比,在分析典型背景下目标偏振度与偏振角联合分布特性的基础上,以偏振度作为偏振角信息的权值参考,提出了一种基于偏振信息融合的红外图像背景抑制方法,并将其应用于复杂云层或海面背景下的红外目标检测,给出了相应的算法流程.实验结果表明:与红外强度图像相比,所提出的基于偏振信息融合的背景抑制方法能大幅提升图像信杂比.该方法简单有效,易于实现,可应用于基于红外偏振成像的目标探测或精确制导领域.

摘要： 运用斯托克斯矢量-密勒矩阵方法描述光波偏振态的变换过程，讨论了粗糙表面对P偏振入射光的退偏振问题。在实验上，测定了不同标准粗糙度表面和典型目标表面密勒矩阵的M11/M00值，结果表明：随着表面粗糙程度的增大，M11/M00值逐渐减小，这表示其对P偏振入射光的退偏程度增加;金属目标的M11/M00值在0.61以上，而迷彩布，木板和水泥板等目标的值在0.3以下，这为通过偏振成像实现金属目标探测提供了一种可能的技术途径。

摘要： 本发明为一种光时域反射计中补偿弯曲损耗及斯托克斯光与反斯托克斯光衰减的方法。本方法提供了一种在拉曼光时域反射计中，补偿因为弯折扭曲造成的光信号损耗，以及因斯托克斯光与反斯托克斯光波长不同而衰减系数不同的随距离变化的衰减，解决了随着距离增长，温度测量结果逐渐变大的问题，提高测量结果的准确性与稳定性。

摘要： 本发明为一种光时域反射计中补偿弯曲损耗及斯托克斯光与反斯托克斯光衰减的方法。本方法提供了一种在拉曼光时域反射计中，补偿因为弯折扭曲造成的光信号损耗，以及因斯托克斯光与反斯托克斯光波长不同而衰减系数不同的随距离变化的衰减，解决了随着距离增长，温度测量结果逐渐变大的问题，提高测量结果的准确性与稳定性。

摘要： 本发明提供了一种基于表面等离子基元的全斯托克斯矢量偏振器的制备方法，包括透光基底以及位于基底上的金属层；金属层由晶胞单元阵列组成；晶胞单元包括0°趋向的金属线栅结构、90°趋向的金属线栅结构、45°趋向的金属线栅结构和一个手性结构；手性结构由Z型结构单元阵列构成；其中，线偏振片的透过率为85%以上，消光比50dB以上；右旋圆偏振光在1.6μm波长处透过率为60%，左旋圆偏振光的透过率为4%，圆二向色性可以达到56%，可以实现实时全偏振成像。本发明具有波段较宽，结构简单，易于制作的特点，在以后的光学传感系统、先进的纳米光子器件以及集成光学系统中，具有很大的应用价值。

摘要： 本发明属于光电检测与测量领域，并公开了一种基于斯托克斯矢量的光学转速测量系统及测量方法。该系统包括线偏振光模块，传感模块和超快完全斯托克斯偏振仪，其中，线偏振光模块发射线偏振光，传感模块包括波片和滤光片，待测对象设置在波片上，待测对象旋转带动波片旋转，滤光片设置在波片的后方，该滤光片包括左右对称但光密度不同的两个部分，来自线偏振光模块的线偏振光进入旋转的波片后被调制为椭偏偏振光，该椭偏偏振光进入滤波片对该椭偏偏振光的光强进行衰减；超快完全斯托克斯偏振仪用于获得偏振光的斯托克斯矢量。通过本发明，满足工业机器人、精密加工与测量等对滚转角测量和转速测量的应用场合，具备非破坏、低成本、简洁等优点。

摘要： 本发明属于光电检测与测量领域，并具体公开了一种基于斯托克斯矢量的滚转角测量方法及装置，其由线偏振光产生模块产生线偏振光，利用与待测物体固连的波片将入射的线偏振光调制为椭圆偏振光，且椭圆偏振光的偏振态由待测物体的滚转角决定，通过完全斯托克斯偏振仪测量椭圆偏振光的偏振态，从斯托克斯偏振仪测得的斯托克斯参量得到旋转物体的滚转角。与现有的滚转角测量方法和装置相比，该滚转角测量实现了滚转角的超大量程绝对式测量，能够满足精密加工与测量、工业机器人、航天器自动对接等对滚转角测量要求量程大、精度高和绝对式测量的应用场合，并具备简洁、紧凑、高速和低成本等优点。

摘要： 本发明提出一种基于天空偏振斯托克斯矢量光流及相位的全偏振信息组合导航方法与采集装置，具有仿反射型重叠式复眼晶锥的微杯阵列与微绒毛的多角度纳米等离子透镜集成的二次聚焦偏振微光增强器结构，可应用于日光和月光全天候条件。全偏振信息导航传感器主要是由曲面微杯阵列结构、玻璃体支撑结构、多角度变间距纳米等离子体透镜结构、CMOS图像传感器等主要部分构成。该发明为光机电一体化设计，通过一种仿生曲面微杯阵列结构以及多角度变间距纳米光栅结构实现了可以在全天候应用的偏振信息采集装置，利用偏振图像及偏振光流算法可实时输出偏振光流与偏振方位角，可以作为组合导航应用的速度与航向角信息，实现了基于斯托克斯矢量光流及相位的全偏振信息导航的全天候应用。该发明具有集成度高，不易受干扰，全天候应用等优点。

摘要： 本发明提出了一种面向天空偏振光的斯托克斯矢量光流采集装置，属于定位导航传感器设计领域。主要由可调刻度旋钮装置，传感器保护外罩，集成偏振光流传感器等主要部分组成。该发明为光机电一体化设计，通过外壳上的可调刻度旋钮选择三个不同角度的偏振方向，自然光经过这三个角度的偏振片滤光后，入射到集成偏振光流传感器，由偏振光流传感器内部的CMOS感光元件和光电转换模块，把偏振光信息转换为电信号，传感器集成的DSP图像处理芯片把偏振光转换的电信号经由内嵌的斯托克斯矢量和偏振光流算法解算。同时采用一种递归算法解算偏振光流值，减小了计算过程中带来的误差。该发明具有结构简单，集成度高，性能稳定，鲁棒性高，计算结果准确等优点。

摘要： 本发明公开了一种基于全斯托克斯矢量的快速偏振成像方法，其基于旋转偏振延迟器进行全斯托克斯矢量偏振成像探测原理，将偏振延迟器安装于中空高速电机上高速旋转，并采用高精度同轴编码器实时测量偏振延迟器瞬时角度，与角度固定的偏振片结合，实现对成像镜头收集的入射光高速、高精度椭圆偏振调制；同时，采集光强探测器对连续旋转偏振延迟器瞬态偏振调制后的强度进行时间积分，并利用集成于数据采集及信号处理模块中的数据反演方法和冗余复用算法反演入射光偏振参数，实现对目标场景快速、高精度全斯托克斯矢量偏振成像探测。本发明极大提升全斯托克斯矢量偏振成像探测精度和测量速度。

摘要： 本发明公开了一种基于消色差超透镜的宽带全斯托克斯矢量偏振检测器件，所述偏振检测器件包括二氧化硅衬底和设置在二氧化硅衬底上的亚波长单元结构，其中：所述亚波长单元结构由四个模块组成，分别为x线偏振消色差超透镜、y线偏振消色差超透镜、45°线偏振消色差超透镜和右旋圆偏振消色差超透镜。由于矢量偏振态可以由x、y、45°线偏振和右旋圆偏振光的光强计算获得，因此通过提取宽带范围的四焦点能量，可以同时重建宽波段入射光的斯托克斯参数，实现宽带矢量偏振状态的检测。本发明提出的结构可与成熟的CMOS图像传感器集成，大大提高了器件的集成度，可用于消色差偏振测量、宽带偏振成像等超表面功能器件，对推进超表面的实用化具有重要意义。

摘要： 本发明公开了一种基于光学时间拉伸的斯托克斯矢量测量系统及方法，系统包括沿光路依次连接激光器、时间拉伸模块、第一准直透镜、起偏器、光强调制模块、第二准直透镜以及数据处理模块；所述激光器用于产生宽带脉冲激光；所述时间拉伸模块用于将宽带脉冲激光在时间上拉伸为频率啁啾光，不同波长的光被映射到不同的时刻；所述起偏器为偏振片，用于生成特定的偏振态；所述光强调制模块用于将斯托克斯矢量的各个分量编码调制到光谱上；所述数据处理模块用于对将经过调制的光谱信号转换为电流信息，然后对转换后的电信号进行ADC转换。本发明系统一次测量就能获得全部斯托克斯矢量，且结构简单，稳定性好。