一、红外超光谱成像偏振计(论文文献综述)
周强国,黄志明,周炜[1](2021)在《偏振成像技术的研究进展及应用》文中研究表明偏振成像技术的优势是把信息量从3个自由度,即光强、光谱和空间,扩充到7个自由度,包括光强、光谱、空间、偏振度、偏振方位角、偏振椭率和旋转方向,这种观测信息量的丰富有利于提高对研究目标探测的精确度。本文首先介绍在近几十年内偏振成像技术在国内外的研究进展,其次介绍偏振技术在军事及民用领域的典型应用,最后对我国在偏振成像技术方面存在的问题给出合理的建议。
邢文赫[2](2021)在《通道色散型偏振光谱成像系统偏振辐射标定研究》文中认为近年来,随着大气监测、地物信息反演、军事目标识别等领域对光学遥感信息量需求的增加和遥感信息获取技术的飞速发展,出现了一种新型遥感信息探测技术——偏振光谱成像技术。相较于传统的遥感信息获取技术,利用该技术所获取的偏振光谱图像信息可以提供更加丰富的目标特性,提高遥感信息的利用率和目标反演的精度。偏振光谱强度调制技术(Polarimetric Spectral Intensity Modulation,PSIM)是一种将偏振、光谱和成像技术结合在一起的先进偏振光谱成像技术。该技术仅在传统光谱仪器中引入一个偏振探测模块即可以实现全斯托克斯矢量偏振光谱信息的测量,无运动部件,对于运动目标信息的实时获取具有重要意义。但是由于偏振探测模块的快轴方位角误差、光学系统的偏振效应等系统误差和在轨工作过程中环境变化等随机误差的存在,对现有的系统偏振标定和辐射标定方法及效果产生干扰,进而降低了系统的偏振探测精度。然而目前对于上述误差标定及补偿方法的研究还不够完善,有必要对系统偏振标定与辐射标定进行进一步深入研究。因此,本论文针对通道色散型偏振光谱成像系统的偏振与辐射标定方法开展研究,主要研究内容如下:针对偏振探测模块中快轴方位角误差及相位延迟量的标定进行深入研究。由于目前偏振探测模块快轴方位角误差的标定方法并不够精确,因此首先对现有的系统偏振辐射强度调制模型进行改进,并基于此模型提出一种偏振探测模块参数的标定方法。该方法利用任意一束已知偏振角的线偏振参考光通过单次测量即可以实现偏振探测模块中两个相位延迟器快轴方位角误差和相位延迟量的同时标定。之后,利用改进模型及偏振探测模块参数标定结果,对目标光斯托克斯矢量偏振信息进行误差补偿。运用所提出的偏振探测模块参数标定方法可以实现偏振探测模块中快轴方位角误差和相位延迟量的精确标定及补偿,提升偏振参数的标定精度并简化标定流程。针对系统地面实验室的偏振辐射联合标定方法进行系统性深入研究。首先,建立了系统偏振辐射传输模型,模型中引入不同视场下偏振与辐射定标参数。在此基础上,分析光学系统偏振效应对系统辐射标定的影响,并提出了系统地面偏振辐射联合标定方法。该方法利用偏振探测模块参数的标定结果和所建立的系统偏振辐射传输模型,便可以实现对不同视场下偏振与辐射定标参数的解耦和标定。之后,利用系统偏振辐射传输模型和模型中参数标定的结果,对目标光斯托克斯矢量偏振信息复原过程进行改进。利用本论文所提出的系统地面偏振辐射联合标定方法可以实现系统偏振与辐射定标参数的解耦和精确标定,消除光学系统偏振效应对偏振标定和辐射标定的影响。经过改进的斯托克斯矢量偏振信息复原过程,可提升系统偏振探测精度,对系统的工程化及定量化应用具有重要意义。针对系统在轨工作过程中的偏振辐射联合标定方法进行了研究。首先,仿真分析了在轨工作环境变化对相位延迟器所引入相位延迟量和系统偏振探测的影响。之后,确定了本系统的在轨辐射标定和偏振标定方法,并基于系统偏振辐射传输模型,提出了在轨偏振辐射联合标定方法。该方法利用在轨辐射标定结果及所探测目标光对偏振探测模块中快轴方位角误差和不同视场下相位延迟量进行在轨实时标定,并利用标定结果对在轨理论辐射定标系数和偏振信息复原结果进行修正及误差补偿。本论文所提出的系统在轨偏振辐射联合标定方法可以对因环境变化而改变的偏振与辐射定标参数进行精确标定及有效修正,避免了外界环境变化对系统偏振辐射联合标定的影响,可提高系统偏振探测精度和在轨工作过程中的稳定性。本论文提出了通道色散型偏振光谱成像系统的偏振探测模块参数标定方法、系统地面以及在轨偏振辐射联合标定方法,均通过数值仿真与实验进行了验证,可提高系统的偏振探测精度和在轨工作稳定性,对系统高精度定量化及工程应用具有重要意义。
尹佳琪[3](2021)在《红外分焦平面偏振成像探测关键技术的研究》文中研究表明强度和偏振均是红外辐射的重要物理特性,传统的红外成像技术只能获取强度信息,而红外偏振成像技术可以同时获取到强度和偏振信息,是一项前沿的成像技术,在目标检测和遥感等领域有着重要的应用前景。目前,红外偏振成像系统主要包括分时偏振成像、分振幅偏振成像、分孔径偏振成像和分焦平面偏振成像。分焦平面偏振成像系统具有体积小和实时成像等优势,是红外偏振成像领域的研究热点。本文利用国产自研的红外分焦平面偏振探测器搭建偏振成像系统,并针对红外分焦平面偏振成像探测的关键技术开展了研究,主要研究内容如下:(1)分析了影响红外分焦平面偏振探测器偏振探测性能的因素,为了验证偏振成像系统的偏振探测性能,设计了透射式可控红外部分偏振辐射源。从微偏振片阵列的消光比、检偏角误差以及探测器的噪声等效辐照度方面分析了对探测器偏振探测的影响,并引入噪声等效线偏振度描述由噪声限制的线偏振度探测精度。根据红外偏振的产生机理,设计了一套透射式可控红外部分偏振辐射源,通过调节入射角度,可以产生线偏振度范围为0~0.48的红外辐射,理论值与测量值的差异小于1.65%,满足红外分焦平面偏振相机的偏振探测性能的验证需要。(2)针对红外分焦平面偏振相机的非均匀性问题,提出了相机的定标和非均匀校正方法。首先,建立了红外分焦平面相机的像元响应模型,并分析了影响红外分焦平面偏振图像非均匀性的因素。在此基础上,提出了对相机分别进行响应校正和偏振校正的校正算法,校正算法能有效提高图像的均匀性。最后,针对红外分焦平面偏振图像中的瞬时视场误差和盲元,分别提出了拓展多通道插值算法和基于邻近像元和冗余信息的盲元补偿算法,提高了图像的质量。(3)针对红外分焦平面偏振图像中的噪声,提出了改进主成分分析的分焦平面偏振图像去噪算法。通过分析相机的噪声来源和计算相机的时间噪声,确定了红外分焦平面偏振图像中的主要噪声。基于红外分焦平面偏振图像的非局部自相似性和主成分分析的降维特性,提出了改进主成分分析的红外分焦平面偏振图像去噪算法。利用仿真和真实的分焦平面偏振图像验证算法去噪效果,结果表明该算法在抑制图像噪声和提高图像质量方面具有良好的效果。(4)本文设计并搭建了一套高速红外分焦平面偏振成像系统,分析与验证了成像系统的性能。搭建的红外分焦平面偏振成像系统可以实现对图像的采集、传输、处理、显示、存储等功能。为了分析与验证红外分焦平面偏振成像系统的性能,首先测试了系统的噪声和噪声等效辐照度。然后,利用自研的可控红外部分偏振辐射源测试了系统的噪声等效线偏振度、偏振探测准确度和精度,其中线偏振度最大测量误差小于1.05%,噪声等效线偏振度小于0.0256,满足红外偏振探测的需要。最后,将无人机作为探测目标,利用相机采集不同场景图像,分析红外强度图和线偏振度图像探测效果,结果表明线偏振度图像能够提高系统的探测性能。
宁江澜[4](2021)在《针对多维生物光学信息感知的高光谱偏振显微成像技术研究》文中认为从目标发出的光子携带着多种光学信息,如空间信息、光谱信息、偏振信息、传播方向信息、时间信息和相干性信息等。现代光学技术的发展就是为了获取目标更高维度的信息,以便于实现更加精确的目标识别。高光谱偏振成像技术作为当前最为前沿的多维成像技术之一,能够同时获取目标的二维空间、一维光谱和多维偏振信息,在生物显微成像等领域具有重要的应用前景,能更好的解释生物目标的特征信息。本论文研究了三种光谱偏振显微成像技术,以实现基于多维光学信息感知的生物目标识别。第一种是基于压缩感知高光谱圆偏振显微成像技术,它是通过一次快照测量来同时获取二维空间、一维圆偏振(右、左圆偏振)和一维光谱信息。将双阿米西棱镜和Wollaston棱镜相结合,使得光谱沿两个正交方向进行展开,与使用单色散元件的传统的压缩感知光谱成像技术相比,有效提高了光谱分辨率。在此成像技术的基础上,将Wollaston棱镜进行组合,采用Wollaston棱镜阵列一次性获得全部偏振态信息,形成了此次研究的第二种成像技术——压缩感知高光谱全偏振显微成像技术。由于Wollaston棱镜阵列组合方式的不同,讨论了Wollaston棱镜阵列在垂直方向和水平方向的两种组合方式。本篇文章研究了上述两种成像方式的成像和编码原理、进行了计算机仿真实验验证和重构性能评价,并从图像和光谱重建评价方面验证了该方法的可行性和保真度。第三种成像技术是高光谱穆勒矩阵偏振显微成像技术,这个成像技术能够获取生物目标的穆勒矩阵,解释目标内部的功能结构。在本文中,将高光谱穆勒矩阵偏振显微成像技术与传统的穆勒矩阵偏振显微成像技术进行了对比,阐述了此成像技术的优点,并计算了获取图像的穆勒矩阵,验证了此成像技术的可行性,对目标图像的结构进行了分析和说明。
朱双双[5](2020)在《同平台偏振交叉定标关键技术研究》文中指出气溶胶通过与太阳辐射的相互在作用而对全球气候变化和环境的影响受到越来越密切的关注。然而,人们对气溶胶在大气中的分布状态及其微物理特性等方面的信息获取手段仍较有限。因此,开展高精度大气气溶胶空间探测任务的需求是迫切的。同平台偏振仪器的协同观测是大气气溶胶高精度空间探测的未来发展方向之一,通过合理使用两种或两种以上的偏振遥感器或不同的偏振探测方式的协同工作可以获取高精度的气溶胶综合特性参数,这对于大气气溶胶的综合特性参数的高精度反演具有重要的意义。本论文开展了同平台偏振交叉定标关键技术研究,主要包括同平台偏振仪器POSP和SIPC交叉定标模型建立、交叉定标航飞实验的开展和结果验证以及交叉定标传递不确定度的评估等内容。POSP和SIPC搭载在同一平台上组成同平台偏振仪器。其中,POSP配备了星上定标系统,可以提供高精度的大气或地球表面辐射偏振测量数据,而SIPC未配置星上定标系统。为了保证并提高SIPC的偏振测量精度,本文开展了同平台偏振仪器POSP到SIPC的绝对辐射定标系数和不同光路相对增益系数的交叉定标研究,实现了高精度的POSP偏振探测数据到SIPC的定标传递,并根据航飞实验得到了交叉定标传递结果,验证了同平台偏振交叉定标方法的可行性。具体来说,首先,根据双偏振仪器的成像特点和工作原理,建立了 POSP和SIPC的系统辐射测量模型,研究了双偏振仪器POSP和SIPC的定标方法,并通过设计双偏振仪器的偏振探测实验验证了 POSP和SIPC在已知偏振度光源和外场自然目标情况下的系统辐射测量模型的正确性和定标模型的准确性。其次,介绍了同平台偏振仪器的协同工作模式,推导了双偏振仪器的交叉定标模型,搭建了双偏振仪器航空验证平台,开展了多载荷综合探测航空校飞实验,并根据航飞实验中同平台偏振交叉定标系数和交叉定标模型计算了海洋地表和不同均匀程度的陆地地表类型的交叉定标传递结果,验证了同平台偏振仪器POSP和SIPC在航飞实验中的交叉定标模型的正确性和方法的可行性。最后,介绍了参量测量过程中的不确定度传递理论,系统分析了同平台偏振仪器在交叉定标传递过程中的不确定度来源,具体分析了各不确定度因素对交叉定标传递结果的影响,评估了 SIPC辐亮度和偏振度的交叉定标传递的不确定度。结果表明,同平台偏振仪器POSP和SIPC获取的海洋和陆地地表的辐亮度和偏振度趋势具有较好的一致性,并且对于均匀陆地目标的偏振探测结果,SIPC相对于POSP的辐亮度偏差为2.5372%,偏振度偏差为0.0125;另外,SIPC辐亮度和偏振度的交叉定标传递的不确定度分别为3.325%和0.209%。开展同平台偏振交叉定标方法研究,实现同平台偏振仪器间高精度定标参数的量值传递,提升“偏振交火”传感器在轨探测综合应用性能,是实现高精度气溶胶探测及反演的基础,为星载“偏振交火”传感器的交叉定标提供了技术支撑。同时,这也为国际上其他同平台协同观测遥感器的交叉定标提供了有价值的参考。
张飞[6](2020)在《基于复合相位超表面的电磁调控原理及技术研究》文中研究表明电磁波是现代社会最主要的信息载体,但传统电磁波调控技术面临诸多瓶颈难题。超表面作为一种新兴膜层化电磁调控器件,能在平面上实现对电磁波振幅、相位、偏振态、频率等参数的自由调控,为实现轻量化、平面化和集成化的光学器件及系统提供了全新途径。特别的是,相位型超表面在平面成像、光通信、光存储等领域具有重要的应用前景,受到学术界极大的关注,是目前国际上光学和电磁学领域的研究前沿。本文在国家973计划和自然科学基金等项目的资助下,重点针对相位型超表面存在的功能单一、带宽受限、可调性差等问题,提出几何相位和传输相位复合的新原理,通过增加调控自由度,并结合两者在自旋、频率和材料方面的相关性,可有效解决上述瓶颈性问题,对推进超表面基础研究和实用化具有重要的科学及现实意义。本文对基于复合相位调制的超表面电磁调控原理、技术与方法开展了较为系统而深入的研究,其主要研究内容和创新点如下:(1)提出了非对称光子自旋-轨道相互作用新概念,从原理上解决了相位型超表面在圆偏振复用时效率低的问题。在此基础上,提出了两种复杂光场调控方法:其一是柱矢量光束生成与调控方法,可解决传统技术存在的系统复杂、效率低、同轴困难等问题;其二是圆偏振不对称传输与波前调控方法,首次利用单层结构同时实现两种功能,且手性响应的带宽和效率是目前公开报道单层结构的四倍以上,为偏振成像、手性探测等研究提供新自由度。(2)提出了高效率波前调控原理与方法,解决了相位型超表面的带宽受限难题。首先,提出了一种利用表面等离子激元实现高效率窄带波前调控原理;其次,提出了一种通过瞬时电场构建宽带、高效、广角波前调控超表面的逆向拓扑优化方法;最后,提出了一种基于多层结构的高效率宽带色散调控方法。上述研究对光谱成像、大视场高分辨成像、光谱分析等研究具有重要意义。(3)提出了一种基于相变材料和“多原子”结构的多态波前独立调控方法,从原理上解决了可调相位型超表面信息保真度低的问题。设计出可独立调控几何相位和传输相位的亚波长相变单元,通过两者的复合可极大地降低可调超表面的设计难度,且每个单元结构对所有功能均有积极贡献,并由此提出了光子角动量耦合对称切换的概念,在光学加密、保密通信等领域有广泛的应用前景。
闫超[7](2019)在《基于超表面的红外偏振相关电磁调控研究》文中进行了进一步梳理利用偏振光和物质的相互作用,可以对偏振光的相位、振幅等电磁参量进行调控,这种偏振相关的电磁调控在通信、显示、探测等领域中均有广泛应用。传统上,要实现此类调控,往往要将偏振器件和其他光电器件结合使用。如此设计的系统一般复杂庞大,难以集成。随着微纳加工及其表征技术的进步,涌现出多种性能优异的人工电磁器件。其中,超表面作为一种超薄的平面人工电磁器件,具有亚波长尺度上的灵活电磁调控能力。与传统技术相比,基于超表面的偏振相关电磁调控,既能大大拓展这类调控可以实现的功能,又有利于促进相关光学系统的微型化、集成化。本文利用相位调控型超表面,针对中红外偏振相关电磁调控中存在的偏振响应单一等问题开展相关研究。论文的主要研究内容包括:1.针对在中红外波段,传统偏振相关电磁调控能力有限这一问题,设计了一种偏振复用的调制光学涡旋生成器件。提出了一种基于超表面的新的光学涡旋调制方法,即通过在螺旋相位中引入正切调制因子,实现对光学涡旋强度分布的调制。该调制光学涡旋具有与传统光学涡旋迥异的辐射状强度分布。为表征此功能,设计了一种单层透射式全介质超表面。该超表面加工工艺简单,并能简化实验光路。实验测试表明,在10.6μm正交线偏振光入射下,设计的超表面可分别生成环状和辐射状的光学涡旋。通过调节入射光的偏振角,可以动态调整光学涡旋的强度图案。该工作在光学微操控等领域有潜在应用价值。2.使用SiO2、Si等传统光学材料制造的偏振相关电磁调控超表面,在改变组成材料的光学性质后,原有设计功能往往会失效。针对这一问题,通过引入相变材料GST,我们设计了一种中红外宽带(9.7μm11.5μm)可切换分束超表面。测量了GST介电常数并研究了影响其相变行为的因素,在此基础上构建了基于GST的反射式光栅型单元结构。结合几何相位调控方法,设计了单元结构呈棋盘式排布的超表面。仿真结果表明,垂直入射圆偏振光或线偏振光时,该超表面在GST为非晶态时会实现均匀分束,在GST为晶态时实现镜面反射,具有可切换分束功能。该工作对设计新型虚拟赋形器件具有一定借鉴意义。3.一般的偏振相关超表面通常只针对单一的偏振分量响应,为解决这一问题,设计了一种对多偏振分量实时成像的超表面。结合传输相位和几何相位调控两种方法,优化筛选出两类全硅单元结构,每类单元可对一组正交线(圆)偏振光实现独立相位响应。设计超表面时,采用离轴聚焦相位分布,并将两类单元逐行交叉排布。实验采用10.6μm激光主动照明方式,实现了多偏振分量分焦平面成像。该超表面可以同时实现对多偏振分量的过滤、分束、聚焦(成像),有利于提高实时偏振成像系统的集成性。
易飞[8](2019)在《超构材料红外探测芯片的研究进展》文中认为在梳理超构材料的概念与发展历程的基础上,着重分析了超构材料对波长、偏振态、相位等电磁波参量的调控作用。结合红外探测芯片及成像系统的发展趋势,介绍了超构材料与红外探测芯片的结合,及其在双色/多色成像、偏振成像、高光谱成像等先进成像模式中的应用,以及国内外相关研究进展。
徐文斌,陈伟力,李军伟[9](2019)在《长波红外高光谱偏振特性的伪装目标识别方法》文中指出光谱偏振探测可以综合获得目标的光谱、强度、偏振态等参数,有利于改善对目标的探测和识别能力。本文介绍了基于红外高光谱偏振特性的伪装目标识别方法,搭建了长波红外高光谱偏振测量系统,开展了对两类伪装目标在不同温度下的高光谱偏振成像实验,获取了有效的实验数据并进行处理分析。结果表明:两类伪装目标即使涂覆相同的表面涂料,但受基底材料的热传导率影响,在相同温度差异下红外偏振特性的提升量明显大于辐射亮度,并有着温差越大偏振特性提升量差异越大的规律,同时显示出波段选择性。利用两类伪装目标偏振特性提升量的差异,有效解决相同温度下伪装目标无法识别的难题。
徐将[10](2019)在《基于偏振双向反射差异的海面溢油光学检测方法研究》文中研究说明海上突发性溢油事故给海洋生态环境和人类经济发展造成了重大的损害。我国现有的海上环境监测技术和研究水平相对落后,缺乏相应的信息集成系统对获取的数据进行快速、有效地分析处理。因此,无法及时、准确、持续地获得溢油区域的相关数据。光学探测技术是海面溢油实时监测与定量评估的有效手段。但是,海面溢油与背景海水的混合,造成了目标与背景光强信号的差异减小,使得基于图像亮度的海面溢油光学检测方法存在较多的不确定性和难度。研究发现,海面溢油与背景海水具有明显的偏振特性差异,并且在双向反射分布模型下显得尤为突出。偏振双向反射分布函数(pBRDF)是双向反射分布函数与偏振光学中穆勒矩阵的组成,是系统描述目标偏振机理的重要理论基础。研究利用路径积分技术,解决了复杂光与海面溢油作用过程中穆勒矩阵物理建模的难题,并且在实验测量过程中取得了良好的实际应用效果。本文的主要研究结果可以归纳如下:首先,提出了偏振双向反射测量技术。通过对粗糙面散射理论的研究,讨论了散射光强分布与物质表面粗糙程度之间的关系,分析了散射分布模型与粗糙面的散射近似方法,阐明了粗糙面散射光的偏振特性。利用光辐射传输函数,推导了辐射强度和Stokes矢量、矢量辐射传输方程,分析了海面溢油辐射传输方程中的两个主要组成成分——Rayleigh散射和球形Mie散射。其次,对检测模型中的等效光路、特征参量以及荧光特性展开了分析。讨论了设计的偏振双向反射分布的光路,阐述了应用本检测模型的优势。在特征参量的提炼过程中,不仅提取了几种常用的偏振光学特征参量,而且结合溢油表面的散射分布特性,还提炼了多种新的偏振参量——完全退偏振系数、偏振指数、平均偏振系数等来实现海面溢油的检测。针对原油的荧光激发路径展开分析,构建了荧光激发路径方程,推导出了荧光产率指数,可以准确地描述各测量点的荧光产率之和,并且可以反馈原油的最佳测量浓度。然后,分析了实验平台的构建、实验测量的过程以及数据结果的处理。分别对三种高浓度的标准样品(硅、石墨、聚丙烯)进行测量,利用光路系统的校正残差分析法,修正实测值与理论值的误差精度,提高了实验平台测量的精准性。按照实验设计方案,分别对制备好的油膜、乳化油样品进行实验测量。根据实验数据,应用检测算法计算出振幅比、相位延迟、偏振度以及完全退偏振系数等特征参量来实现海面溢油的识别检测。利用菲涅尔反射方程验证理论模型的可靠性与精确度。根据荧光测量数据计算出荧光产率指数,在相同浓度条件下对含不同种类物质的原油媒介进行了区分。最后,讨论了该测量技术手段在卫星遥感领域内的应用价值。通过实验测量与理论推导,明确了偏振度值与媒介折射率、测量角度之间的关系。对卫星采集的海面溢油遥感光谱数据进行偏振信息的提取,分析了基于偏振遥感技术实现海面溢油检测的可行性。应用主成分分析、特征信号提取、深度学习等技术手段构建了一套基于偏振双向反射差异的识别算法来实现海面溢油的自动检测与分类。研究构建的基于偏振双向反射差异的测量技术,解决了现有海面溢油光学检测技术的难题,拓展了目标特征参量提取与分析的检测算法,开展了实验验证与应用示范的研究,可以为海面溢油的光学检测手段提供技术支持与方法参考。
二、红外超光谱成像偏振计(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、红外超光谱成像偏振计(论文提纲范文)
(1)偏振成像技术的研究进展及应用(论文提纲范文)
0 引言 |
1 偏振成像技术的研究进展 |
1.1 偏振成像系统的研究 |
1.2 偏振成像仪器的研究 |
1.3 对目标物的观测偏振信息研究 |
2 偏振成像技术的典型应用 |
2.1 偏振技术在军事领域的应用 |
2.1.1 导弹追踪 |
2.1.2 地雷探测 |
2.1.3 水下目标探测 |
2.1.4 伪装军事目标 |
2.2 偏振技术在民用领域的应用 |
2.2.1 医学诊断 |
2.2.2 海洋环境监测 |
2.2.3 航空遥感与大气探测 |
2.2.4 探测空间碎片 |
3 我国偏振成像技术存在的主要问题与建议 |
4 总结 |
(2)通道色散型偏振光谱成像系统偏振辐射标定研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外偏振光谱成像系统标定方面研究进展 |
1.2.1 国外研究进展 |
1.2.2 国内研究进展 |
1.3 通道型偏振光谱成像系统标定方面的研究进展与现状分析 |
1.3.1 偏振探测模块参数标定的研究进展与现状分析 |
1.3.2 通道型偏振光谱成像系统标定方面的研究进展与现状分析 |
1.4 本文研究内容和章节安排 |
第2章 通道色散型偏振光谱成像技术研究及标定理论基础 |
2.1 偏振光谱探测技术基本理论 |
2.1.1 时间调制型偏振探测 |
2.1.2 空间调制型偏振探测 |
2.1.3 光谱调制型偏振探测 |
2.2 通道色散型偏振光谱成像技术研究 |
2.2.1 偏振光谱强度调制原理 |
2.2.2 斯托克斯矢量偏振信息复原方法 |
2.2.3 通道色散型偏振光谱成像系统设计方案 |
2.3 偏振标定与辐射标定的理论基础 |
2.3.1 偏振标定理论基础 |
2.3.2 辐射标定理论基础 |
2.4 本章小结 |
第3章 偏振探测模块参数标定方法研究 |
3.1 偏振光谱强度调制模型的改进 |
3.2 偏振探测模块参数标定方法研究 |
3.2.1 相位延迟器快轴方位角误差的标定 |
3.2.2 相位延迟器所引入相位延迟量的标定 |
3.2.3 斯托克斯矢量偏振信息复原方法的改进 |
3.3 偏振探测模块参数标定方法的分析与验证 |
3.3.1 仿真分析 |
3.3.2 实验验证 |
3.4 本章小结 |
第4章 系统地面偏振辐射联合标定方法研究 |
4.1 系统偏振辐射传输模型的建立 |
4.1.1 分系统偏振辐射传输矩阵的推导 |
4.1.2 系统偏振辐射传输模型的建立 |
4.2 光学系统偏振效应对辐射定标的影响分析 |
4.3 系统地面偏振辐射联合标定方法研究 |
4.3.1 前置镜组二向衰减与理论辐射定标系数的解耦标定 |
4.3.2 R_1相位延迟量与前置镜组位相延迟的标定 |
4.3.3 斯托克斯矢量偏振信息复原方法的改进 |
4.4 系统地面偏振辐射联合标定方法的分析与验证 |
4.4.1 仿真分析 |
4.4.2 实验验证 |
4.5 本章小结 |
第5章 系统在轨偏振辐射联合标定方法研究 |
5.1 系统工作环境变化对偏振探测的影响分析 |
5.2 系统在轨辐射标定与偏振标定方法 |
5.3 系统在轨偏振辐射联合标定方法研究 |
5.3.1 快轴方位角误差及R_2相位延迟量的在轨标定 |
5.3.2 R_1相位延迟量的在轨标定及在轨理论辐射定标系数的修正 |
5.4 系统在轨偏振辐射联合标定方法的分析与验证 |
5.4.1 仿真分析 |
5.4.2 实验验证 |
5.5 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 论文工作总结 |
6.2 论文创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(3)红外分焦平面偏振成像探测关键技术的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景和意义 |
1.2 国内外的研究现状 |
1.2.1 偏振成像技术的研究现状 |
1.2.2 偏振成像探测的研究现状 |
1.2.3 分焦平面偏振图像处理技术研究现状 |
1.3 红外分焦平面偏振成像探测关键技术 |
1.3.1 红外分焦平面偏振探测器性能分析与偏振源的设计 |
1.3.2 红外分焦平面偏振相机的定标与非均匀校正 |
1.3.3 红外分焦平面偏振相机的噪声分析与图像去噪 |
1.3.4 红外分焦平面偏振相机系统设计与性能验证 |
1.4 论文研究内容及章节安排 |
1.4.1 论文创新点 |
1.4.2 论文结构安排 |
第2章 红外偏振成像理论分析 |
2.1 偏振的基本理论 |
2.2 偏振光的表示方法 |
2.2.1 Jones矢量表示方法 |
2.2.2 Stokes矢量表示方法 |
2.2.3 庞加球表示方法 |
2.3 偏振片的矩阵表示方式 |
2.4 红外偏振产生机理分析 |
2.4.1 红外偏振产生机理 |
2.4.2 金属材料的偏振特性研究 |
2.5 红外分焦平面偏振探测器性能的分析 |
2.5.1 微偏振片消光比 |
2.5.2 微偏振片检偏角误差 |
2.5.3 噪声等效辐照度 |
2.5.4 等效噪声线偏振度 |
2.6 透射式可控红外部分偏振辐射源 |
2.6.1 红外偏振辐射源 |
2.6.2 偏振度调节原理 |
2.6.3 偏振度检测结果 |
2.7 本章小结 |
第3章 红外分焦平面偏振相机的定标与非均匀性校正 |
3.1 引言 |
3.2 红外分焦平面偏振相机的非均匀性机理 |
3.2.1 偏振像元的响应模型 |
3.2.2 偏振成像非均匀性机理 |
3.3 红外分焦平面偏振相机的定标与校正 |
3.3.1 辐射定标与响应校正 |
3.3.2 偏振定标与偏振校正 |
3.4 分焦平面偏振图像的插值算法 |
3.5 分焦平面偏振图像的盲元补偿算法 |
3.6 实验结果与分析 |
3.6.1 相机定标与校正流程 |
3.6.2 定标与校正结果分析 |
3.6.3 不同插值算法结果分析 |
3.6.4 不同偏振校正算法结果分析 |
3.6.5 真实图像校正结果分析 |
3.7 本章小结 |
第4章 红外分焦平面偏振相机的噪声分析与图像去噪 |
4.1 引言 |
4.2 红外分焦平面偏振相机噪声分析 |
4.2.1 空间噪声分析 |
4.2.2 时间噪声分析 |
4.2.3 相机的三维噪声 |
4.3 分焦平面偏振图像的去噪算法 |
4.3.1 主成分分析 |
4.3.2 图像去噪算法 |
4.4 实验结果与分析 |
4.4.1 仿真图像去噪结果与分析 |
4.4.2 对比实验去噪结果与分析 |
4.4.3 真实图像去噪结果与分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 红外分焦平面偏振相机系统设计与性能验证 |
5.1 系统设计方案和指标 |
5.2 硬件模块设计 |
5.2.1 系统电源设计 |
5.2.2 偏振探测器驱动板 |
5.2.3 图像采集处理传输板 |
5.3 软件模块设计 |
5.4 样机系统性能测试 |
5.4.1 系统噪声与NEI |
5.4.2 偏振性能测试结果 |
5.4.3 偏振探测误差分析 |
5.5 无人机检测性能分析 |
5.5.1 评价指标 |
5.5.2 结果分析 |
5.6 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录 透射式可控红外部分偏振辐射源推导过程 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(4)针对多维生物光学信息感知的高光谱偏振显微成像技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 引言 |
1.2.2 高光谱显微成像研究现状 |
1.2.3 偏振显微成像研究现状 |
1.2.4 高光谱偏振显微成像研究现状 |
1.3 论文的主要研究内容 |
第二章 压缩感知高光谱圆偏振显微成像 |
2.1 高光谱圆偏振成像简介 |
2.2 压缩感知高光谱圆偏振成像系统的原理 |
2.2.1 成像模型 |
2.2.2 编码原理及其离散化 |
2.2.3 信息重构模型 |
2.3 计算机仿真实验及性能评价 |
2.3.1 计算机仿真实验 |
2.3.2 性能评价 |
2.3.3 偏振表征 |
2.4 本章小结 |
第三章 压缩感知高光谱全偏振显微成像 |
3.1 高光谱全偏振成像简介 |
3.2 压缩感知高光谱全偏振显微成像系统的原理 |
3.2.1 成像模型 |
3.2.2 编码原理及其离散化 |
3.2.3 信息重构模型 |
3.3 计算机仿真实验及性能评价 |
3.3.1 计算机仿真实验 |
3.3.2 性能评价 |
3.3.3 偏振表征 |
3.4 本章小结 |
第四章 高光谱穆勒矩阵偏振显微成像 |
4.1 高光谱穆勒矩阵偏振成像技术简介 |
4.2 基于双旋转光学延迟器的穆勒矩阵偏振成像系统的原理 |
4.2.1 穆勒矩阵及其物理意义 |
4.2.2 成像原理 |
4.2.3 三种穆勒矩阵测量方法 |
4.3 实验 |
4.3.1 实验系统 |
4.3.2 数据处理及分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
(5)同平台偏振交叉定标关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外偏振遥感器航飞实验研究进展 |
1.2.1 国外偏振遥感器航飞实验研究进展 |
1.2.2 国内偏振遥感器航飞实验研究进展 |
1.3 偏振遥感器定标研究进展 |
1.3.1 发射前实验室定标 |
1.3.2 发射后在轨定标 |
1.4 同平台偏振遥感技术发展需求 |
1.5 本论文研究的必要性 |
1.6 本论文的研究内容 |
第2章 双偏振仪器偏振测量基本原理 |
2.1 偏振光的描述 |
2.1.1 偏振光的椭圆方程 |
2.1.2 斯托克斯矢量 |
2.1.3 穆勒矩阵 |
2.2 斯托克斯参量的测量 |
2.3 同平台偏振仪器 |
2.3.1 POSP光学系统总体方案 |
2.3.2 POSP偏振探测原理 |
2.3.3 SIPC光学系统总体方案 |
2.3.4 SIPC偏振探测原理 |
2.4 本章小结 |
第3章 双偏振仪器偏振探测实验验证研究 |
3.1 POSP辐射测量模型研究 |
3.2 SIPC辐射测量模型研究 |
3.3 双偏振仪器定标研究 |
3.3.1 实验室定标研究 |
3.3.2 外场实验定标研究 |
3.4 双偏振仪器偏振探测实验验证研究 |
3.4.1 实验室实验验证研究 |
3.4.2 外场实验验证研究 |
3.5 本章小结 |
第4章 同平台偏振交叉定标方法研究 |
4.1 同平台偏振仪器工作模式 |
4.2 同平台偏振交叉定标模型建立 |
4.3 同平台偏振交叉定标航飞实验验证研究 |
4.3.1 航飞实验与结果分析 |
4.3.2 交叉定标系数计算 |
4.3.3 交叉定标结果验证 |
4.4 本章小结 |
第5章 同平台偏振交叉定标传递不确定度分析 |
5.1 不确定度传递的规则 |
5.2 交叉定标传递不确定度 |
5.2.1 POSP和SIPC测量值的不确定度 |
5.2.2 交叉定标系数Ar、K_1和K_2的不确定度 |
5.2.3 SIPC斯托克斯参量q和u的不确定度 |
5.2.4 SIPC偏振度P和辐亮度L交叉定标传递的不确定度 |
5.3 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 论文工作的总结 |
6.2 论文的创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
附录英文简写 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文 |
(6)基于复合相位超表面的电磁调控原理及技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 超表面概述 |
1.2.1 超表面的研究历史与现状 |
1.2.2 相位型超表面及分类 |
1.3 相位型超表面功能器件研究进展 |
1.3.1 圆偏振复用超表面 |
1.3.2 窄带与宽带波前调控超表面 |
1.3.3 波前可调谐超表面 |
1.4 存在的主要科学和技术问题 |
1.5 论文的研究内容和章节安排 |
2 复合相位超表面的理论基础 |
2.1 引言 |
2.2 广义折反射定律及其推导 |
2.3 复合相位调控原理 |
2.3.1 传输相位 |
2.3.2 几何相位 |
2.3.3 复合相位 |
2.4 数值模拟方法 |
2.4.1 数值计算方法 |
2.4.2 矢量角谱理论 |
2.4.3 Gerchberg-Saxton算法 |
2.5 本章小结 |
3 基于复合相位的圆偏振复用技术 |
3.1 引言 |
3.2 非对称光子自旋-轨道相互作用原理 |
3.3 柱矢量光束生成与调控方法 |
3.3.1 基本原理 |
3.3.2 结构设计与分析 |
3.3.3 整体模型仿真与分析 |
3.4 圆偏振不对称传输与波前调控方法 |
3.4.1 基本原理与结构设计 |
3.4.2 圆偏振不对称传输响应表征与分析 |
3.4.3 圆偏振不对称传输与波前调控表征与分析 |
3.5 本章小结 |
4 基于复合相位的高效率窄带与宽带波前调控技术 |
4.1 引言 |
4.2 高效率窄带波前调控方法 |
4.2.1 基本原理与结构设计 |
4.2.2 结构色和多通道全息显示 |
4.2.3 实验测试与分析 |
4.3 高效率宽带广角波前调控方法 |
4.3.1 流线超表面设计原理 |
4.3.2 结构优化设计与分析 |
4.3.3 拓扑数据库建立 |
4.3.4 单片式广角超透镜设计 |
4.3.5 实验测试与分析 |
4.4 高效率宽带色散调控方法 |
4.4.1 基本原理 |
4.4.2 结构设计与分析 |
4.4.3 整体模型仿真与分析 |
4.5 本章小结 |
5 基于复合相位的可调谐波前调控技术 |
5.1 引言 |
5.2 光子角动量耦合对称切换概念及原理 |
5.3 多态可调超表面设计 |
5.3.1 GST材料参数表征 |
5.3.2 单元结构设计 |
5.3.3 单元结构排列方法 |
5.4 器件制备与实验验证 |
5.4.1 器件制备方法 |
5.4.2 实验测试与分析 |
5.4.3 GST相变对其结构尺寸的影响 |
5.5 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 主要工作总结 |
6.2 主要创新点 |
6.3 研究工作展望 |
参考文献 |
附录 |
A.作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
B.作者在攻读学位期间取得的科研成果 |
C.作者在攻读博士学位期间参加的科研项目 |
D.学位论文数据集 |
致谢 |
(7)基于超表面的红外偏振相关电磁调控研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 偏振相关电磁调控的物理背景 |
1.1.1 偏振光的研究历史 |
1.1.2 偏振相关电磁调控的基本概念 |
1.2 传统偏振相关电磁调控技术 |
1.3 基于超表面的偏振相关电磁调控 |
1.3.1 亚波长电磁学与超表面 |
1.3.2 超表面偏振相关电磁调控研究进展 |
1.4 存在的关键问题及研究思路 |
1.5 本论文主要研究内容与章节安排 |
第2章 超表面偏振相关电磁调控原理及仿真设计方法 |
2.1 偏振光学基本原理 |
2.1.1 偏振光的表示 |
2.1.2 偏振光传输的矩阵表示 |
2.2 基于相位调控型超表面的偏振电磁调控原理 |
2.2.1 几何相位与传输相位调控 |
2.2.2 偏振控制下的相位调控 |
2.3 数值电磁仿真方法 |
2.3.1 时域有限差分和有限元法 |
2.3.2 矢量衍射方法 |
2.4 本章小结 |
第3章 偏振控制的调制光学涡旋产生器件研究 |
3.1 引言 |
3.2 调制光学涡旋 |
3.3 偏振控制的调制涡旋光束产生器件设计 |
3.3.1 单元结构设计 |
3.3.2 超表面器件设计 |
3.4 超表面样品制备与实验测试 |
3.4.1 样品制备 |
3.4.2 实验测试 |
3.5 本章小结 |
第4章 基于相变材料的可切换圆偏振光分束器件研究 |
4.1 引言 |
4.2 相变材料 |
4.2.1 相变材料概述 |
4.2.2 GST的相变机理及应用 |
4.3 GST介电常数测量 |
4.4 基于GST的可切换圆偏振光分束超表面仿真设计 |
4.4.1 单元结构设计 |
4.4.2 器件集成设计与仿真 |
4.5 本章小结 |
第5章 基于超表面的中红外实时偏振成像器件研究 |
5.1 引言 |
5.2 偏振成像概述 |
5.3 基于超表面的红外单波长分焦平面偏振成像器件研究 |
5.3.1 单元结构设计 |
5.3.2 偏振成像超表面设计与仿真 |
5.3.3 样品加工 |
5.3.4 偏振成像测试 |
5.4 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 本论文的主要创新点 |
6.2 未来工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(8)超构材料红外探测芯片的研究进展(论文提纲范文)
0 引言 |
1 电磁波及其参量调控 |
2 超构材料与电磁参量调控 |
2.1 基于导模谐振光栅的滤光/偏振元件 |
2.2 基于超构材料吸收体的滤光/偏振元件 |
2.3 基于超构材料的波前调控元件 |
3 超构材料与红外探测芯片的结合 |
3.1 超构材料调控探测芯片的光谱响应 |
3.2 超构材料作为探测芯片的波前调控元件 |
4 总结与展望 |
(9)长波红外高光谱偏振特性的伪装目标识别方法(论文提纲范文)
引言 |
1 实验原理 |
2 实验部分 |
3 结果与讨论 |
3.1 定量处理 |
3.2 提升量比较 |
3.3 测量精度分析 |
4 结论 |
(10)基于偏振双向反射差异的海面溢油光学检测方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状及发展动态分析 |
1.2.1 遥感测量技术 |
1.2.2 偏振测量技术 |
1.3 现有测量技术存在的问题 |
1.4 本文的研究内容及论文结构 |
2 偏振双向反射建模与理论基础 |
2.1 偏振光学 |
2.1.1 光波与电磁波、麦克斯韦电磁场方程 |
2.1.2 反射和折射光的偏振特性 |
2.2 双向反射分布 |
2.2.1 双向反射的测量 |
2.2.2 双向反射的模型 |
2.3 偏振辐射传输过程 |
2.3.1 辐射强度和矢量 |
2.3.2 矢量辐射传输方程 |
2.3.3 辐射传输方程的组成成分 |
2.3.4 偏振光谱辐射传输方程 |
2.4 偏振双向反射 |
2.4.1 偏振双向分布函数 |
2.4.2 偏振双向反射分布函数的测量 |
2.5 本章小结 |
3 海面溢油偏振双向反射差异检测模型及构建 |
3.1 等效光路及检测方式 |
3.1.1 偏振态的检测 |
3.1.2 方位角的检测 |
3.1.3 斯托克斯参量的检测 |
3.1.4 穆勒矩阵的检测 |
3.2 偏振特征参量的分析 |
3.2.1 路径相关矩阵的偏振特性 |
3.2.2 偏振参量分析 |
3.2.3 Mueller矩阵的散射分解 |
3.3 溢油的荧光特征分析 |
3.3.1 荧光的产生原理 |
3.3.2 荧光产率指数 |
3.4 本章小结 |
4 海面溢油偏振参量的测量与分析 |
4.1 海面散射理论 |
4.1.1 散射的基本原理 |
4.1.2 粗糙面的特性 |
4.1.3 海面电磁散射的近似方法 |
4.2 实验测量平台的构建 |
4.2.1 实验设备 |
4.2.2 光路校正 |
4.3 实验平台性能的测量 |
4.3.1 测量精度表示及大误差剔除方法 |
4.3.2 标准样品测量实验 |
4.4 溢油样品测量实验 |
4.4.1 实验目的 |
4.4.2 海面油膜测量 |
4.4.3 海面乳化油测量 |
4.4.4 海水与溢油Mueller矩阵的分解 |
4.4.5 海面溢油荧光光谱测量 |
4.5 本章小结 |
5 海面溢油偏振双向反射检测技术的应用 |
5.1 偏振遥感检测理论 |
5.1.1 遥感测量技术 |
5.1.2 偏振遥感技术 |
5.2 海面溢油遥感识别的优化算法 |
5.2.1 主成分分析 |
5.2.2 反向传播神经网络 |
5.3 海面溢油的遥感识别 |
5.3.1 室外测量实验 |
5.3.2 偏振遥感测量 |
5.3.3 海面溢油自动监测系统 |
5.4 本章小结 |
6 全文工作总结与展望 |
6.1 本文工作总结 |
6.2 进一步工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
四、红外超光谱成像偏振计(论文参考文献)
- [1]偏振成像技术的研究进展及应用[J]. 周强国,黄志明,周炜. 红外技术, 2021(09)
- [2]通道色散型偏振光谱成像系统偏振辐射标定研究[D]. 邢文赫. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(08)
- [3]红外分焦平面偏振成像探测关键技术的研究[D]. 尹佳琪. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2021(01)
- [4]针对多维生物光学信息感知的高光谱偏振显微成像技术研究[D]. 宁江澜. 西北农林科技大学, 2021(01)
- [5]同平台偏振交叉定标关键技术研究[D]. 朱双双. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [6]基于复合相位超表面的电磁调控原理及技术研究[D]. 张飞. 重庆大学, 2020
- [7]基于超表面的红外偏振相关电磁调控研究[D]. 闫超. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2019(08)
- [8]超构材料红外探测芯片的研究进展[J]. 易飞. 飞控与探测, 2019(03)
- [9]长波红外高光谱偏振特性的伪装目标识别方法[J]. 徐文斌,陈伟力,李军伟. 光谱学与光谱分析, 2019(01)
- [10]基于偏振双向反射差异的海面溢油光学检测方法研究[D]. 徐将. 南京理工大学, 2019(06)