米散射浑浊水体偏振成像模型仿真研究

为了研究浑浊水体对成像质量的影响,利用单次Mie散射理论和蒙特卡罗法,在融合几何光学成像的基础上提出一种理论分析方法。该方法分析不同波长的点光源在不同粒径不同浓度的浑浊水体环境传输时的成像特征。结果表明:波长分别为456 nm、524 nm、620 nm的点光源经相同的水体环境和无散射环境进行偏振成像传输时,波长为456 nm的点光源的成像效果最好;波长为456 nm的点光源经过散射粒径大小分别为1μm和2μm的浑浊水体时,线偏振光的成像效果优于圆偏振光,圆偏振光优于自然光;当穿过散射粒径为3μm、4μm、5μm的浑浊水体时,自然光成像效果最好,线偏振光成像效果最差。从理论上分析了不同波段的点光源经过不同水体进行偏振成像传输的成像效果,为水下偏振成像技术提供了新的思路和方法。

基于米散射蒙特卡罗法的紫外偏振透云研究

自然界中许多生物进化出利用天空偏振光进行导航的能力。天空光中紫外波段的能量和偏振度远低于可见光波段,一些生物却选择紫外波段进行导航,这被称为"生物偏振导航紫外悖论"。为了探究紫外波段天空光偏振优势,首先基于米散射理论分析了单粒子散射规律,然后采用蒙特卡罗法研究了云层的光传输特性,最后完成全天空偏振模式的仿真。仿真结果表明:紫外波段穿透云层散射介质后具有更高的偏振保持性,在多云阴天等不利天气条件下仍可利用紫外波段完成导航。从理论上分析了紫外波段在天空偏振导航中具备优势的原因,对仿生偏振导航目标波段的选取具有一定指导意义。