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稀土锆酸盐RE_(2)Zr_(2)O_(7)材料的mueller矩阵特性研究

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材料研究与应用 2024年第4期18卷 606-612页

作者：尹艺臻西安交通大学联合设计与创新学院陕西西安710049

稀土锆酸盐RE_(2)Zr_(2)O_(7)是有巨大发展潜力的高温热障涂层材料,因优异的综合服役性能而受到广泛关注。目前,该材料体系的力学和热学性能研究较为成熟,但光学性能研究不足,特别是该材料体系的光学偏振特性及光学各项异性鲜见报道。... 详细信息

稀土锆酸盐RE_(2)Zr_(2)O_(7)是有巨大发展潜力的高温热障涂层材料,因优异的综合服役性能而受到广泛关注。目前,该材料体系的力学和热学性能研究较为成熟,但光学性能研究不足,特别是该材料体系的光学偏振特性及光学各项异性鲜见报道。为了系统研究RE_(2)Zr_(2)O_(7)材料的光学本征偏振特性,采用固相反应法合成制备了RE_(2)Zr_(2)O_(7)(RE=La、Nd、Sm、Gd、Er、Yb)系列的致密块体状材料,搭建了针对性光学偏振特性系统测试平台。采用旋转线延迟器法与多波长旋转mueller矩阵数值计算相结合的方法,较为系统地研究了RE_(2)Zr_(2)O_(7)材料光学偏振特性,特别是对该材料体系的mueller矩阵特性进行了系统的研究。实验中采用多波长旋转式mueller矩阵测量法获得RE_(2)Zr_(2)O_(7)材料体系的mueller矩阵,并得到了mueller矩阵的16个参量及其与波长的对应关系。在对称角度和非对称角度下,分别研究了该材料体系的双向衰减参量D(M)和起偏参量P(M)的特性,并对mueller矩阵参数进行了变换。研究结果表明,在对称角度和非对称角度探测下,每种材料的各向异性参数K具有明显的不同,对称方向的各向异性强于非对称方向。双向衰减参量D(M)和起偏参量P(M)表现出对材料种类有显著的依赖性,而与探测角度和探测方式相关性较弱。根据这种特性可实现对RE_(2)Zr_(2)O_(7)涂层材料的偏振特异性探测和伪装进行针对性设计,从而达到满足其光学使用功能的目的。

关键词：稀土锆酸盐偏振光光谱 mueller矩阵 Stokes矢量双向衰减参数热障涂层各项异性 RE_(2)Zr_(2)O_(7)

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mueller矩阵用于光栅单色仪的偏振效应分析

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光电子．激光 1991年第5期2卷 287-290,294页

作者：李国华肖胜安李继仲薛庆文曲阜师范大学激光研究所

本文根据应用mueller矩阵可分析光学系统偏振响应这一实用方法。以WDG30光栅单色仪为例,详细讨论了mueller矩阵的测量步骤,给出了误差消除方法,提高了测量精度。

关键词： mueller矩阵光栅单色仪偏振效应

基于非线性最小二乘拟合法的mueller矩阵椭偏仪

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中国激光 2013年第4期40卷 179-186页

作者：侯俊峰王东光邓元勇孙英姿张志勇中国科学院国家天文台太阳活动重点实验室北京100012 中国科学院大学北京100049

提出了一种利用非线性最小二乘拟合法自校准测量偏振元件mueller矩阵参数的新方法。通过测量放入待测样品前后输出偏振态的Stokes参数,建立起由测得的输出偏振态参数、系统未知参数与被测样品的mueller矩阵之间的函数关系式,使用多参数... 详细信息

提出了一种利用非线性最小二乘拟合法自校准测量偏振元件mueller矩阵参数的新方法。通过测量放入待测样品前后输出偏振态的Stokes参数,建立起由测得的输出偏振态参数、系统未知参数与被测样品的mueller矩阵之间的函数关系式,使用多参数的非线性最小二乘拟合求解得到待测样品的mueller矩阵。建立了一套基于铁电液晶波片、旋转波片及偏振片的光谱型mueller矩阵椭偏仪,并通过自编的Labview自动控制软件实现了智能化测量。误差分析和实际测量结果表明,在600～900nm波长范围内,mueller矩阵元参数的测量精度在0.01以内,重复性精度达到0.005。该测量系统无需对系统进行复杂的定标,简化了测量过程,实现了mueller矩阵元参数的自校准测量。

关键词：测量 mueller矩阵非线性最小二乘拟合偏振元件铁电液晶旋转波片

随机非球形粒子全极化散射的时间相关mueller矩阵解

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物理学报 2002年第1期51卷 74-83页

作者：常梅金亚秋复旦大学波散射与遥感中心上海200433

从与时间相关的矢量辐射传输方程推导一阶mueller矩阵解 ,用来模拟Gauss型平面脉冲波入射下 ,一层随机、非均匀取向非球形粒子的全极化双站散射 .数值计算了同极化和去极化脉冲响应 ,与入射脉冲进行了比较 ,说明了随机介质的物理参数 ,... 详细信息

从与时间相关的矢量辐射传输方程推导一阶mueller矩阵解 ,用来模拟Gauss型平面脉冲波入射下 ,一层随机、非均匀取向非球形粒子的全极化双站散射 .数值计算了同极化和去极化脉冲响应 ,与入射脉冲进行了比较 ,说明了随机介质的物理参数 ,如粒子的取向和占空比、入射角。

关键词：平面脉冲波非球形粒子 mueller矩阵全极化散射合成孔径雷达时间相关 VRT方程脉冲波

混浊介质后向散射mueller矩阵的一种测量方法

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中国激光 2009年第10期36卷 2587-2592页

作者：幸翀黄家寿罗硕赣南医学院信息工程学院江西赣州341000 赣州市第四中学江西赣州341000

设计了一种测量米勒(mueller)矩阵的斜入射正接收的实验装置结合新的数据处理算法,测量了仿生物组织和真实生物组织的后向散射mueller矩阵。利用该法对生物组织等混浊介质后向散射mueller矩阵进行研究,在混浊介质检测和医疗诊断等方面... 详细信息

设计了一种测量米勒(mueller)矩阵的斜入射正接收的实验装置结合新的数据处理算法,测量了仿生物组织和真实生物组织的后向散射mueller矩阵。利用该法对生物组织等混浊介质后向散射mueller矩阵进行研究,在混浊介质检测和医疗诊断等方面有潜在的应用价值。

关键词：生物光学 mueller矩阵后向散射偏振混浊介质生物组织

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双光楔旋光退偏器的mueller矩阵分析

光学学报 2009年第7期29卷 1947-1950页

作者：宋师霞宋连科曲阜师范大学激光研究所山东曲阜273165

退偏度是衡量退偏器性能的主要参数。为了提高双光楔旋光退偏器的退偏性能,应用平均mueller矩阵推导出双光楔旋光退偏器退偏度的理论表达式,并利用平均mueller矩阵和斯托克斯矢量建立了退偏器偏振度与相关参量间的关系。通过对一阶贝塞... 详细信息

退偏度是衡量退偏器性能的主要参数。为了提高双光楔旋光退偏器的退偏性能,应用平均mueller矩阵推导出双光楔旋光退偏器退偏度的理论表达式,并利用平均mueller矩阵和斯托克斯矢量建立了退偏器偏振度与相关参量间的关系。通过对一阶贝塞尔函数求解,理论上就退偏器的退偏性能进行了解释。退偏度的大小与入射光的波长、光瞳半径、退偏器的结构角等参数有关。在Matlab软件环境下对理论结果进行了模拟计算。模拟计算结果表明:波长越短退偏越容易,在一定范围内适当增加光瞳半径或结构角可以提高退偏效果。理论结果与相应的实验结果相一致,证明了理论分析的正确性。为退偏器的优化设计、生产及使用提供了理论基础。

关键词：光学器件旋光退偏器 mueller矩阵退偏

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生物组织mueller矩阵的快速测量方法

光电子．激光 2011年第3期22卷 422-425页

作者：张鹏周圣直陈宁李世博杨建义李宇波浙江大学微电子与光电子研究所浙江杭州310027

提出了一种高效的测量生物组织mueller矩阵的方法。与前人相比,本文方法的测量次数大大减少,提高了测量效率。在给定的5种偏振光源条件下,分别获取样品的偏振图像并通过本文构造的模型进行计算,能够得到样品每一像素点的mueller矩阵值... 详细信息

提出了一种高效的测量生物组织mueller矩阵的方法。与前人相比,本文方法的测量次数大大减少,提高了测量效率。在给定的5种偏振光源条件下,分别获取样品的偏振图像并通过本文构造的模型进行计算,能够得到样品每一像素点的mueller矩阵值。采用小鼠小脑星形胶质细胞作为样品,并将本文测量方法的结果和前人的结果进行比较,两者基本一致。实验结果表明,使用本文方法可以快速获取测量视野中不同组织的偏振特性,从而实现对不同生物组织的识别,操作简单,计算简便。

关键词：生物组织偏振测量 mueller矩阵显微镜成像

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基于mueller矩阵的目标偏振特性分析

光学学报 2023年第1期43卷 130-139页

作者：杨志勇张志伟蔡伟李顺火箭军工程大学兵器发射理论与技术国家重点学科实验室陕西西安710025

目标mueller矩阵反映了光波在传播过程中偏振态的变化,其包含与目标自身有关的起偏、退偏等偏振特性。为进一步研究目标mueller矩阵特性,通过将光波传播过程转化为相关半正定二次型函数实现偏振态变化线性运算的方法,定义目标净退偏特... 详细信息

目标mueller矩阵反映了光波在传播过程中偏振态的变化,其包含与目标自身有关的起偏、退偏等偏振特性。为进一步研究目标mueller矩阵特性,通过将光波传播过程转化为相关半正定二次型函数实现偏振态变化线性运算的方法,定义目标净退偏特性和可以综合评价目标起偏特性和退偏特性的偏振度PΔ,并证明了其在偏振探测目标识别和偏振特性分析中的有效性。最后利用实验测量了不同入射角、粗糙度铝板的mueller矩阵,通过定义粗糙度对目标偏振特性的影响因子Q和目标偏振特性随入射角变化的稳定性S,分析了入射角和粗糙度对目标mueller矩阵特性的影响。

关键词：测量 mueller矩阵偏振探测偏振特性粗糙度入射角

mueller矩阵成像系统的设计及其在植物叶片水分含量检测中的应用

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Mueller矩阵成像系统的设计及其在植物叶片水分含量检测中的应用

作者：刘增辉西安理工大学

学位级别：硕士

水含量对于植物的生长至关重要,若能在缺水初期,实现含水量变化的精准识别并进行迅速干预,将大大减少植物、作物缺水带来的损失。然而,在此阶段内,由于含水量变化较小,植物叶片在主观视觉上并无明显改变,目前还无法对此阶段水分变化进... 详细信息

水含量对于植物的生长至关重要,若能在缺水初期,实现含水量变化的精准识别并进行迅速干预,将大大减少植物、作物缺水带来的损失。然而,在此阶段内,由于含水量变化较小,植物叶片在主观视觉上并无明显改变,目前还无法对此阶段水分变化进行检测。因此亟需一种能够实现植物含水量早期变化的无损检测技术。本文利用叶片表面微观组织结构受叶片含水量变化影响这一特性,设计并搭建了一套偏振成像检测系统,并通过实验对系统进行了验证分析,初步实现了植物叶片含水量的早期快速无损检测。本文根据植物叶片的特点及检测需求,设计了一套基于双波片旋转法的分时偏振成像检测系统,其具有光路结构简单,设备成本低等优势。在实际检测过程中,系统误差的影响因素主要有光源稳定性、波片旋转角度偏差及相机与LED夹角等。通过仿真分析角度偏移对mueller矩阵的影响,发现需将波片的旋转精度控制在0.01°以内,因此本文设计了一个波片旋转台,利用步进电机控制波片旋转,并利用LabVIEW软件编写软件实现了步进电机与图像自动采集保存。此外对相机与LED呈不同夹角时成像效果进行了分析,结果表明相机与LED光源夹角为20°时成像效果最为理想。为了实现植物叶片含水量的检测,本文首先对离体的冬青叶片在自然失水状态下进行了连续检测,结果表明退偏指数图像可以对不同含水量的冬青叶片进行区分。为了验证以上规律,本文对烘干法预处理后的冬青叶片进行偏振成像检测,得到的退偏指数图像可以清晰显示冬青叶片含水量各个阶段的变化。通过拟合退偏指数值与含水量值得到两者间的映射关系为:PA=0.074M-0.153M+0.357,拟合曲线的决定系数值为0.95。通过选用不同部位的冬青叶片对预测模型进行验证,得到的含水量预测值与实际值间的最大相对误差为4.90%。表明利用此模型能够较为准确的得到冬青叶片的含水量。偏振成像检测技术相较于目前常用的成像检测技术具有对比度高、抑制背景噪声能力强、可获得目标物体更多信息等优势。因此本文利用所搭建的偏拟成像检测系统,对冬青叶片进行偏振成像检测,最终实现了冬青叶片含水量变化的早期识别及检测。本文旨在为植物含水量变化的早期识别提供一种新方法,同时也为盐胁迫、酸胁迫、肥胁迫等其他生理状态的快速无损测提供了理论基础。

关键词：叶片含水量无损检测偏振探测退偏指数 mueller矩阵