水下微光高速光电成象系统作用距离的研究

本文首先对水的光学特性及其对水下成象的影响进行了分析,指出了水下光学成象的特殊性对光电成象器件的要求,并对微光条件下光电成象器件的性能进行了理论分析;详细介绍了水下微光高速光电成象系统作用距离公式的推导过程;最后针对实际系统进行了计算和分析.     

线偏振器对偏振法折射率测量的影响

在一阶近似下，本文着重分析了偏振法折射率测量中线偏振器漏光误差和转角误差的影响，并导出了有关公式。数据计算表明，当线偏振器位于反射光路中时，转角误差影响最大，若转角误差小于５′时，由此产生的折射率误差约为５．５×１０（－７），此时漏光误差不影响折射率测量精度。当线偏振器位于人射光路中时，若利用中高精度线偏振器（消光比１０（－５）），则由此产生的折射率测量误差约为２．３×１０（－７）。相对该方法的随机误差１０（－５），无论线偏振器位于反射光路或入射光路中，由它产生的折射率测量误差均可忽略不计。     

关于圆偏振器

讨论了圆偏振器的结构、功能和Jones矩阵表示法,纠正了传统光学教材关于圆起偏器Jones矩阵表达式的错误描述．     

PMMA材料在线偏振和圆偏振光下的超连续光谱特性分析

飞秒激光在透明材料加工过程中会出现超连续光谱现象。在阐述超连续光谱产生的原理的基础上,为了分析PMMA材料在不同偏振光下产生的超连续光谱的阈值,设计了线偏光和圆偏光及不同能量加工PMMA材料的实验方案。利用光谱仪对产生的超连续光谱信号进行采集及处理,分析出不同能量下的线偏振(TE和TM)和圆偏振两种偏振态的超连续光谱的变化规律,并对比了相同能量下线偏振和圆偏振的超连续光谱的区别。实验中采用脉宽160 fs、中心波长为775 nm的飞秒激光,实验结果表明,同一偏振下能量越大,光谱谱宽越宽;通过对比不同能量下的光谱特性,观测出产生超连续光谱的阈值, 线偏振光的阈值为0.46 μJ,圆偏振光的阈值为0.586 μJ;对比相同能量下的线偏振和圆偏振光,线偏振的谱宽比圆偏振的宽。     

多尺度水下偏振成像方法

水下偏振成像技术利用散射光偏振特性能够有效提高水下成像质量,在水下目标探测和识别领域具有重要应用价值.针对该技术在背景散射光和目标信息光分离时由于噪声放大现象导致重建图像质量受限的问题,提出多尺度水下偏振成像方法.该方法利用图像分层处理思想,结合小波变换的多尺度特性,对体现图像高对比度的基础层和低对比度但细节信息丰富的细节层分别进行处理,重建高对比度、高信噪比的清晰场景图像.实验结果表明,多尺度水下偏振成像方法不仅能够大幅提高对比度,复原图像细节信息,而且能够有效抑制放大噪声,提高重建图像的信噪比,在水下偏振成像领域具有良好应用前景.     

相对论圆偏振激光与固体靶作用产生高次谐波

超短超强激光与固体靶表面等离子体相互作用可以通过高次谐波的方式产生从极紫外到软X射线波段的相干辐射,获得飞秒甚至阿秒量级的超短脉冲,可用于观测原子或分子中的电子运动等超快动力学过程.本文实验研究了相对论圆偏振飞秒激光与固体靶相互作用的高次谐波产生过程,实验结果表明,在较大入射角下,圆偏振激光也可以有效地产生高次谐波辐射.通过预脉冲控制靶表面的预等离子体密度标长,发现高次谐波的产生效率随密度标长的增加而单调下降.进一步通过二维粒子模拟程序,分析了激光的偏振以及预等离子体密度标长对高次谐波产生的影响,很好地解释了实验观测结果.     

基于激光偏振特性的水下声信号探测方法研究

水下航行体辐射的声波传播到水-空气分界面上时,会在水表面形成微扰,使水表面元产生微倾角.提出一种利用激光偏振特性对水下声信号进行探测的方法,不直接利用散射光强信息,而是利用激光在布儒斯特角附近入射水表面时,反射光偏振特性随入射角剧烈变化的特点对水表面微扰进行高精度探测.建立了该方法的理论模型,得到了入射波、出射波垂直分...     

水下偏振成像技术实验教学化的探索

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．     

水下目标物偏振成像特性研究

偏振图像比传统强度图像包含更丰富的物体表面反射及散射信息。用萨尔萨(SALSA)相机在自然光照下获取水下偏振图像,研究不同材质物体、放置深度、牛奶浓度及波段因素对水下目标物偏振成像的影响。结果表明:蓝色波段偏振成像能够较好地获取水下物体的边界轮廓等信息;不同材质的目标物在水下呈现不同的偏振特性,紫铜偏振度最高达0.69;在1.40mg/L牛奶浑浊度的水下,偏振图像仍能通过比较目标物的偏振度(degree of polarization,DOP)信息来检测出水下目标物,瓷片的DOP仅降低0.31;此外,在水下约40cm深度下,偏振成像获取的图像比强度图像轮廓更为清晰,如铁的偏振对比度比强度对比度高5.26%。     

偏振器的物理意义及圆偏振器的Jones矩阵--评《关于圆偏振器》一文

从正交完备系及Mueller矩阵等角度阐明了理想圆偏振器的物理意义,指出已有文献中其Jones矩阵描述的正确性,而《关于圆偏振器》一文对诸多文献的批评是错误的。     

激光偏振实验装置研制

本文介绍自制激光偏振实验装置的结构和实验原理。     

激光束偏振特性及其在准直测量中的应用

本文用麦克斯韦方程组分析了高斯光波的偏振特性。结果表明,场矢量除了含有主偏振分量和纵向偏振分量以外,还存在一个非零的正交偏振分量,并提出了一种基于激光束偏振特性的准直测量方法。     

激光纵横模结构的实验验证

运用光反馈的原理和技术演示和验证激光纵横模结构，对实现现象给出分析。     

激光器机理及激光功率表达式的实验验证

运用光反馈的原理和技术演示并验证激光功率表达式，说明激光介质和光学谐振腔的性质和作用。     

激光全息实验计算机辅助系统的研究

本文介绍了针对激光全息照相实验的计算机辅助系统的研究,其中主要包括系统硬件的建立、用于离面位移显示和计算的处理软件编制。     

光的衍射法测量金属的线胀系数

给出测量金属线胀系数的一种新方法．利用光的衍射法可以较精确地测量长度变化这一特点，对黄铜的线胀系数进行了测量．     

扩压叶栅出口近端壁区域流动结构和紊流特性

用三维激光多普勒测速技术测量了扩压叶栅出口近端壁区域的流动结构和紊流特性。实验结果表明,气流流出扩压叶栅出口后,吸力面和压力面的通道涡将在较长的距离内保持其形态和强度,但是尾迹的形成及尾迹在压力的作用下向吸力面方向的偏斜成为了这一阶段的主要流动现象。通道涡、尾迹和尾迹的运动对亲流量的分布规律具有决定性的影响。随着流体向下游运动,尾迹区内雷诺正应力分量的衰减和扩散均比雷诺切应力快。而通道涡区域紊流量的值则变化不大。     

微圆孔非线性声阻抗及声整流现象的实验研究

在高声强下测量了微圆孔处声激发射流的速度和微圆孔的非线性声阻抗。随声压级的增加声激发射流的速度增大,实验中射流速度在 ０－１９ｍ／ｓ范围内变化,这表明出现一种强烈声整流现象;与此同时微圆孔声阻明显增大,而声抗减小,声抗最小值约是其线性值的０．７倍。此外实验结果还验证了一种微园孔声学非线性效应离散涡模型的合理性。     

瞬时浓度场的激光片光测量研究

根据粒子的光散射、散斑成像理论,建立了两相流动粒子相对数量浓度与粒子散斑图像强度之间的线性关系, 通过数字图像分析和处理技术进行污染扩散相对瞬时全场浓度的测量。利用粒子散斑成像测量原理自行设计了大范围瞬时浓度场测量系统,并利用该系统对烟雾扩散的瞬时浓度场进行了实际测量。     

关于匀变速直线运动实验装置的研究和改进

本文对测匀变速直线运动的实验装置进行了改进 ,采用了传感技术 ,演示效果好。