LED的偏振特性实验及其在机器视觉中的应用

通过实验测试了5种光源在偏振特性试验中的偏振光强随偏转角度变化.实验结果表明:采用单色LED光源,结合起偏和检偏等光学元件进行打光,可获得较理想的线偏振光,这种LED偏振光源能明显改善图片的反光现象.     

生物组织散射相函数实验的研究

介绍了相函数在建立生物组织模型中的作用,分析了在测量生物组织散射相函数时存在的问题．利用Mie氏理论对不同偏振方向的偏振光被生物组织粒径范围内的单粒子散射后,在观测平面上的散射光强进行计算、比较得出结论：偏振光的偏振性对测量生物组织散射相函数的影响较大,通过实验方法获得精确的相函数时,要注意对所用实验光源偏振性的选择。     

线偏振光p经别汉棱镜成像时的偏振像差检测研究

偏振像差是影响光学系统性能的重要因素之一,尤其对偏振有严格要求的光学系统来说更是如此。要想提高光学系统的性能。必须控制光学系统的偏振像差。本文主要是为了研究p偏振光经过别汉棱镜成像时的偏振像差,分析了基于p偏振光下别汉棱镜产生偏振像差的原因,并设计了观察此状况下偏振像差现象的实验方案,通过实验与理论相结合,推导了线偏振光经过别汉棱镜以后的成像现象最终得到别汉棱镜偏振像差形成规律。     

偏振光实验的计算机模拟研究

首先对光的偏振特性进行了理论分析,分析了线偏振光通过各种波片之后的偏振态变化情况,以及偏振光干涉实验的特点。通过计算机模拟了线偏振光通过半波片后的实验,对不同偏振态的偏振光的干涉场分布进行了数值模拟,得出了不同偏振态干涉场的特征分布,分析讨论了实验模拟结果,为偏振光实验的教学和实验结果的分析提供了依据。     

起偏器参量对磁场传感器光偏振态的影响

为了研究磁场传感器中出射光偏振态,用Poincaré球法分析了磁场传感器起偏角对光偏振态的影响.结果表明:Faraday材料中线双折射率的存在,使线偏振光演进为椭圆偏振光.无论外加磁场及Faraday材料线双折射率如何变化,当起偏角为45°时,出射偏振光始终为左旋椭圆偏振光;当起偏角为135°时,出射偏振光始终为右旋椭圆偏振光.其结果对偏振型磁场传感器的信号检测设计有一定的参考价值.     

斯托克斯参数的测量

光的偏振态往往与光源内在的各向异性相联系,在喇曼光谱、固体表面散射等研究中,测定光的偏振态可以给我们一些重要的信息;在束箔光谱学中,通过测定激发原子光辐射的偏振态,可以探求原子的排列和极化.我们用波片和线偏振器组成的系统测量偏振参数,并采用傅立叶变换,实验精度平均优于±0.005.目前,斯托克斯参数已是常用的描述偏振光的参量,它可以用实验方法予以精确测     

透镜对线偏振光偏振状态影响的初步研究

根据琼斯矩阵理论,采用光线追迹的分析方法,推导得到线偏振光通过平凸透镜的偏振角改变量和出射面光强分布,主要讨论了光轴上点光源和平行光入射时,透镜出射面偏振状态的改变规律,理论与实验结果基本一致.     

大气偏振度与PM2.5粒子浓度特性研究

为了满足偏振光导航在雾霾天的应用需求。研究雾霾天对于偏振信息检测的影响及其规律,对降低自然扰动对偏振光导航系统的误差、优化系统具有重要的意义。本文采用全天域偏振成像法对雾霾天的偏振信息进行大量的实验采集,并通过国家气象中心查询大气PM2.5粒子浓度,对两者的关系进行理论与实验分析。结果表明,PM2.5浓度与大气偏振度的关系随着PM2.5粒子浓度的升高而降低,两者呈类指数关系。通过基于米氏散射理论对单粒子多次散射进行分析,结合大气的特殊情况,在将PM2.5粒子近似为球形结构进行通过米氏散射进行理论分析,分析结果与实验结果基本一致。通过对误差进行残差分析和残差平方和分析,误差主要来源于大气复杂情况的干扰以及本实验所用探测器CMOS传感器的线性范围。本文通过大量的实验所研究的特性曲线可以反映特殊天气下偏振信息的基本特征,对以后在特殊天气情况下的基于偏振光导航设计具有重要的意义。     

三通道偏振成像系统的标定研究

针对现有偏振成像系统无法对天空进行实时性检测的问题,提出一种实时三通道偏振成像系统。对系统存在的误差来源进行详细分析并针对相应误差提出标定方法。利用积分球对CCD线性度进行标定,通过对采集灰度信息的处理,得出光源亮度与图像灰度呈线性关系;同时针对三路独立通道之间灰度响应不一致问题,利用积分球产生完全非偏振光对灰度响应非一致性误差进行了多次重复标定与校正。标定实验结果表明,通过对CCD线性度标定和灰度响应不一致性的标定,灰度响应不一致性得到了明显改善,提高了偏振信息的解析精度,系统偏振角测量误差小于0.6%。     

偏振光的理论分析和实验研究

光的偏振现象是波动光学中的一种重要现象。借用数学工具对偏振光的理论进行了分析,并搭建实验光路测量了四分之一波片产生的偏振光数据。通过对偏振光现象的测量,对实验数据进行了数据和图示的分析,得到了与理论计算一致的结论。     

半波损失中几个问题的进一步讨论

对椭圆偏振光的反射光和线偏振光的全反射光的偏振性质进行了详细的讨论，提出当光从光来介质射入光疏介质时，在某些范围内的入射角的部分反射光也存在半波损失，用此结论进一步讨论了薄膜干涉问题．     

旋转式天空偏振光的航向角检测系统

为了提高点源式偏振光探测器的可靠性和精度,在斯托克斯矢量(Stokes)的偏振光测量原理的基础上采用单个偏振光传感器通道设计并且搭建了一种快速旋转式天空偏振光信息探测系统,通过GPS授时确定太阳子午线的位置,进而实时解算出航向角数据,在室内和天气晴朗、空旷的室外条件下完成了数据采集,最大误差为1.047°,平均误差为0.378°,稳定工作状态下平均采样率为300Hz。测试结果表明,本文设计的偏振光探测系统具有较良好的精度,可以实现稳定输出。     

基于双目视差的液晶三维立体显示系统设计与实现

三维立体显示技术可以立体地再现物体,观察者如同置身于真实场景之中。本文研究了基于双目视差的三维立体显示的原理,搭建了基于线性偏振光的立体显示器,采用三维建模工具3ds MAX完成了三维立体显示数据的创建与显示。     

金属目标表面的反射激光偏振特性

 针对目前激光近程探测时仅利用漫反射回波强度信息抗干扰能力差的问题,提出基于激光偏振特性的目标探测方法,对金属目标表面的激光偏振特性进行了分析,给出了偏振反射的模型,并对典型金属目标的表面偏振反射特性进行了仿真.通过对反射光Stokes矢量的分析表明,线偏振光或圆偏振光经过金属表面反射后变为椭圆偏振光,其椭圆度和方位角随金属材质的不同而呈现不同的变化规律,将反射的偏振特性作为区分不同材料目标的依据,可提高探测系统的抗干扰性能.     

偏振光源形貌对空气隙型检偏棱镜光强透射比的影响

探讨了单色线偏振光源的形状、尺寸和取向对检偏棱镜光强透射比的影响．由于检偏棱镜结构误差的存在，使得棱镜空气隙间光的干涉条件发生了改变，引起透射光强分布的变化，入射光束尺寸越大，光强透射比变化就越稳定，圆形光源入射时，光强透射比对空间入射角和入射点的变化比线光源稳定，偏振线光源入射时，光强透射比随其取向的不同敏感性不一样．     

基于线光源焊缝加强高的视觉检测

针对铝合金MIG焊接过程中焊缝加强高检测的难题,提出一种基于线光源的视觉检测方法.通过CCD视觉系统获取45°条形激光从正上方对焊缝照射所形成的正面投影信息,采用基于线光源视觉提取的方法,获得焊缝加强高曲线对焊缝加强高的检测.对实际测得的焊缝加强高与用视觉提取算法获得的焊缝加强高数据进行对比,二者的误差平均值约为0.02 mm,达到工业标准要求,证明基于线光源焊缝加强高视觉检测方法作为铝合金MIG焊焊缝加强高检测是可行的.     

偏振光器件作用效果的Poincare球表示

为更加形象直观地描述全偏光通过偏振光器件后的变换规律,以表示全偏光的Stokes矢量和表示偏振光器件的Mueller矩阵为基础,推导出了入射全偏光分别通过线偏器、旋光器和延迟器（波片）后的Stokes矢量,通过比较入射光偏振态和出射光偏振态在Poincare球上的位置关系,分析了前后偏振态的变换规律,结合数学表示和几何表示在Poincare球上清晰明确地表示出了偏振光器件的作用效果.     

椭圆偏振光的实验检验

本文通过解析,设计了一种实验方案来解决椭圆偏振光(包括由1/4波片和任意厚度的波片产生椭圆偏振光以及由其它方法产生的任意椭圆偏振光)的实验检验问题。     

关于椭圆偏振光的两个问题的研究

论证了一束椭圆偏振光可看成任意相互垂直方向上的两个线偏振光的合成．选取的相互垂直的方向不同,参与合成的两线偏振光的振幅不同,相位差也不同,但合成光矢量的旋转方向始终不受影响．