高光谱偏振成像全Stokes参量获取新方法（英文）

考虑到现有Stokes参量获取方法测量速度慢、测量精度低、系统结构复杂等特点,提出了一种基于双液晶可调相位延迟器(liquid crystal variable retarder,LCVR)和声光可调滤波器(acousto-optic tunable filter,AOTF)的光谱偏振成像系统中全Stokes参量的新获取方法。从AOTF和LCVR的工作原理出发,介绍了系统的基本探测原理;根据偏振分析提出了快速获取全Stokes参量的新方法——该方法选取四个固定的LCVR控制电压,同时控制两个相同的LCVR对光波进行相位调制,得到四组(八个)两两相同的相位延迟量即可求得Stokes参量。此外,设计了能够稳定输出均方根为0^+8.72V连续可调方波的LCVR控制器,并对其进行定标,实现了不同波长下光波的精确调制。搭建实验样机,以偏振方向分别为0°,90°和45°的三个偏振片P_1,P_2,P_3作为偏振测量目标,测得了波长为632nm时的全Stokes参量图;以画有夹角为30°的红色、绿色、蓝色三色线条的实验板作为光谱测量目标,对400~750nm光谱范围的71个通道(光谱带宽为5nm)进行光谱成像,得到了与红色、绿色和蓝色的分析谱段范围相一致的光谱曲线。结果表明,该系统不仅可以快速准确地获取全部Stokes参量,而且系统结构简单、成像质量良好。

弹光调制测Stokes参量研究及仿真

为了获取目标的偏振信息,设计弹光调制(Photoelastic Modulator,PEM)互差频调制的新型偏振测量方法。该方法将三个PEM分别工作于数值略有差异的三个不同的频率上,对偏振光进行差频调制,产生载有偏振信息的低频分量,最后通过锁相放大即可同时实现四个斯托克斯偏振参数测量,斯托克斯参量可全面描述光束的偏振态。该方法不仅保留了原有弹光调制器偏振测量的优点,并且克服了现有方法无法用阵列探测器有效采集及调制频率高等缺点,同时给出利用MATLAB模拟仿真实现Stokes参量测量的过程。通过理论分析及仿真结果证明了该方法的可行性。

基于Stokes参量法测量矢量光束偏振态的方法

矢量光束的偏振态检测是矢量光束研究的关键技术。论文研究了基于Stokes参量法测量矢量光束偏振态的方法,介绍了该方法的基本原理和实现过程。基于猫眼腔激光器和马赫-曾德干涉仪生成了4种不同偏振态分布的轴对称线偏振矢量光束,并用Stokes参量法计算了生成光束的四个Stokes参量,以及光束每个像素点上的椭圆取向角和椭圆率角,得到了生成光束的偏振纯度。实验结果证明了Stokes参量法可有效实现矢量光束的偏振态检测。

基于L波段Stokes参数遥感数据射频干扰检测及特性分析

近岸海域盐度卫星微波遥感精度受射频干扰(RFI)严重影响,针对近岸海域检测RFI源并分析其影响特性对后续开展射频干扰抑制研究具有重要意义。该文基于SMOS卫星传感器MIRAS独特的全极化特性,以中国海域沿岸陆地为研究区域,通过合成第3、第4 Stokes参数来表征RFI源的辐射强度,生成了RFI源分布图并分析了其影响范围。研究结果表明,影响中国海域的RFI源主要分布于中国沿海陆地区域,渤、黄海全部、东海的西部及南海的北部受RFI污染严重,卫星降轨数据和升轨数据受RFI影响具有很大的差异性。RFI源主要可能是微波发射站,表现为点状射线源,受天线辐射旁瓣的影响,会导致其周围数百公里区域卫星数据污染,并且由于受RFI源辐射衰减和天线辐射方向图各异等因素的影响,导致其对卫星的影响极其复杂,抑制其影响也具有一定的挑战性。

线偏光Stokes参量同步测量系统

设计了一种基于二维光栅分光的线偏光Stokes参量测量系统.将二维正交光栅的4束(±1,±1)级衍射光作为探测光束入射到检偏器阵列的4个单元上,每个单元是具有不同方位角的检偏器,然后由CCD探测器同时探测.利用二维正交光栅、检偏器阵列和面阵CCD探测器实现了同步移相功能.利用CCD探测的4束光强度可以得到线偏光的Stokes参量.实验结果表明,本方案简单易行,测量结果不受光源强度变化的影响.

极化电子与原子散射的广义Stokes参量的实验测量

分析了极化电子与原子散射后的受激原子退激辐射光的广义Stokes参量 ,介绍了Stokes参量的基本概念和实验测量方法并阐明其具体的物理意义 ,为自旋极化电子参与的原子或分子碰撞实验和理论模型的研究奠定基础 .

基于Stokes子矢量估计的弱信号检测

研究了窄带极化雷达的弱信号检测问题。首先给出目标散射波和随机极化波瞬态Stokes子矢量序列(ISVS)的表征方法和匹配距离的概念,而后提出了一种雷达目标散射信号Stokes子矢量的估计方法。最后,利用目标散射信号和接收机噪声的ISVS之间的差异,基于径向积累的思想提出了一种弱信号检测算法,可以显著改善雷达系统的检测性能,对于反隐身、预警和空间探测等具有一定的指导意义。

自旋极化电子原子碰撞激发Stokes参量测量研究

本文简要回顾了自旋极化电子与原子碰撞激发过程Stokes参量测量的研究进展。介绍了Stokes参量测量的理论基础、实验装置及测量方法,通过对典型测量结果的描述,揭示了积分Stokes参量测量研究的物理意义。

基于瞬态Stokes子矢量的信号检测

研究了随机极化波中目标散射信号的检测问题。首先导出了正态随机极化波的瞬态Stokes子矢量概率分 布密度的解析表达式,在此基础上,基于信号和背景噪声之间的瞬态Stokes子矢量统计特性差异,提出了一种基于瞬态 Stokes子矢量的信号检测方法,仿真结果验证了该算法的有效性。

用Stokes参量法研究角锥棱镜的偏振特性

角锥棱镜的偏振特性会产生退偏效应影响免调试固体激光器的输出质量和效率,也可以实现相干互注入用于激光合成领域。无论是光的合成还是退偏效应的消除,都需要有精确的偏振特性数据。利用解析几何和光线追迹法从理论上推导出角锥六种光回路的Mueller偏振变换矩阵。为了提高测量精度和稳定性,设计了一种动态检测Stokes参量的方法,通过实验获得角锥棱镜六种传输光路的高精度数据,实验与理论的误差率为4.470%,误差在合理范围内,可以确定其偏振特性。所做研究将有助于消除角锥棱镜的退偏效应,提高免调试固体激光器等设备的性能,提高激光合成效率和质量。

基于ISSA-SVC的配电网高损台区窃电检测方法研究

针对现有的基于机器学习的用户窃电行为检测方法检测效率和准确率不高等问题,提出一种基于改进麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm,ISSA)优化支持向量分类机(support vector classification,SVC)参数的ISSA-SVC窃电检测模型。首先,该模型通过分析台区每一天的线损率与窃电电量、窃电用户计量电量与窃电电量、窃电用户计量电量与线损电量、台区供电量与窃电电量、用户最近一天用电量和相邻几天用电量、具有相似特征用户用电量曲线的相关性提取用户窃电特征参量。其次,利用动态时间规整(dynamic time warping,DTW)方法计算得到它们的相关系数。最后,采用ISSA优化SVC惩罚参数C和核参数g,并对台区内窃电用户进行检测。仿真算例与实际电网数据分析表明,所提方法与传统的窃电检测方法相比,具有更高的效率和准确率。

桩基超声波透射法检测常见缺陷对应的声参量特征分析

桩基质量检测必须明确缺陷范围、位置、严重程度等,然后采取适当的补救措施,从而保证桩基的完整性。使用超声波透射法检测桩基完整性的过程,常遇到严重分层离析、桩底沉渣、夹砂、夹泥和桩头低强度区(气泡或冻伤)等缺陷,每种常见缺陷都存在与之相对应的超声波声参量,结合声学参数和缺陷性质存在的关系可综合判定桩基缺陷类型,准确定性,从而在技术层面协助施工方进行桩基缺陷处理。超声波透射法检测桩基完整性,不仅要确保声测管布置合理性,还要注意检测时间。

双模光纤中参量FWM对Stokes光子的抑制

通过对双模光纤的传输方程进行数值求解 ,从理论上验证了在不考虑群速度失配的情况下 ,在光纤两个模式上相互作用的非线性色散光波之间 ,存在着由相交相位调制 (CPM)所引起的调制不稳定 (MI) .由理论输出谱线进行分析得出 ,MI效应产生的参量四波混频 (FWM)效应的参量 Stokes边带和反 Stokes边带将对普通的受激喇曼散射 (SRS)产生明显的抑制 。

用于Stokes参量调制的磁光系统的研制

本文在分析电磁铁的磁化规律的基础上,基于数控恒流源的原理设计了磁光调制器,该调制器可以很好地避开电磁铁的磁滞和饱和效应,提高相干光Stokes参量的调制速率。通过选择最佳的驱动电流范围,可保证了调制电流与磁感应强度成线性关系。与传统驱动电路相比,采用恒流源驱动可使调制速度提高3倍以上,该系统可以应用于连续变量相干光通信。

基于Multisim的交流电参量检测电路的设计

设计了一种交流电参量检测电路。电路分为四个部分,电压检测电路可根据输入电压最终得出所需输出电压,并检测出输出电压的大小;电流检测电路同样可根据输入电流得出所需输出电流,并检测出输出电流的大小;峰值检测电路在电压检测电路的基础上可测量出输出电压的最大值;频率检测电路同样是在电压检测电路的基础上,最终可得出所需的高电平与低电平。

旋转波片法测量Stokes参量与Jones矩阵

本文总结了旋转波片法测量偏振光的Stokes参量和偏振元件的Jones矩阵的计算细节,并搭建实验装置对不同电压下液晶盒的Jones矩阵进行了实际测量.

基于旋转波片的斯托克斯参量检测与精度分析

用于偏振光学遥感器定标的参考光源,其偏振态的检测精度会直接影响偏振光学遥感器的定标精度,进而影响目标特性的反演水平。选用870 nm波段的水平线偏振光作为被测试的定标参考光源,通过旋转1/4波片(quarter-wave plate,QWP)对其光强进行调制。调制光强可表达为波片快轴旋转角度的傅里叶级数,采用傅里叶变换法反演出级数的系数,根据该系数即可计算出被测试光源的Stokes参量。给出10次测量各参量及偏振度的平均值、标准偏差、合成不确定度以及测量平均值与理论值的相对偏差。为提高测试精度,通过对波片快轴初始定位角度偏差Δα、延迟量偏差Δδ与检偏器透光轴角度偏差Δβ进行分析,提出了偏差修正模型。该模型通过Stokes参量检测偏差随Δδ和Δβ的变化趋势及实际偏差值,确定Δδ和Δβ的大小。结合模拟出的波片快轴初始定位角度偏差Δα,对实验装置加以调整,再次对光源的偏振态进行检测。结果表明,基于该修正模型测得光源的各Stokes参量与理论值最大偏差从未经修正的3.77%降低至1.41%。证实了基于本实验的原理、装置、测量方法及所提出的偏差修正模型可有效提高定标参考光源偏振态检测的精度。

基于滑动平均的锂电池关键参量检测方法研究

针对机载锂电池应用中的安全保障问题,提出了一种基于滑动平均的关键过程参量检测新方法。该方法通过滑动平均处理,实现对机载锂电池应用过程中的安全实时检测。实验结果表明,该方法能够实现对机载锂电池关键参量20 ms循环周期实时检测,单体电压检测精度高于1‰FS,总电压检测精度高于5‰FS,加热与放电电流检测精度高于5‰FS,实时保护时间为50 ms。提出的关键参量实时检测方法具有较高的稳定性,能够有效保证锂电池组应用中的可靠性,该方法的提出能够对锂电池组的安全使用提供技术和方法参考。

基于特征参量的肉鸡木质肉在线检测方法

近年来肉鸡中出现的肌肉缺陷疾病——木质肉(Woody/wooden breast,WB)越来越受到关注。为了探索WB在线检测方法及熟肉肉质区别,以完整的鸡胸肉样本(左、右2部分)作为实验研究对象,左半部分样本进行挤压力(Compression force,CF)测量,同时通过高压空气无损检测系统采集不同实验高度(12、15、18 cm)下样本的形变参量;右半部分样本进行蒸煮后,以蒸煮损失率、2种剪切探头做功(MORSE、BMORSE)及剪切力产生的峰值个数(PC-MORS、PC-BMORS)作为熟肉肉质评价参量。实验结果表明:生肉实验中,CF随WB等级升高显著增大,而12、15、18 cm处圆形变形量随WB等级升高显著减小;18 cm处圆形变形量与WB等级极显著相关,可作为WB在线检测潜在的特征参量,结合图像处理技术可能实现对WB在线检测分级。熟肉实验中蒸煮损失率、BMORSE、PCBMORS随WB等级升高显著增大,但MORSE在各等级间无差异,说明BMORS探头更适合WB熟肉肉质分析。此外,PC-MORS、PC-BMORS比传统的剪切能量评价体系更加容易区分WB等级,不仅可作为新的特征参量评价WB熟肉肉质,同时也客观地描述了不同WB等级间肌肉内部结构及纹理特征。

新型电缆多参量带电检测装置设计与应用

针对目前电缆带电检测技术操作复杂、测试难度高、检测设备类型多、检测人员技术水平要求高的问题,设计一种新型电缆多参量带电检测装置,通过配置不同类型的传感装置,实现电缆局部放电、红外测温、接地电流及负荷电流等多种状态量的检测;并将不同的传感装置进行模块化设计,方便现场检测;同时装置具有无线通信传输、人机交互、数据存储等功能,与平台互联互通后,可实现平台检测任务下达、检测数据回传、数据分析及异常诊断等应用,从而降低了对检测人员技术水平的要求,满足物联网模式下电缆智能巡检需求。通过现场实际应用,该装置能够有效提高电力电缆带电检测效率、提升电力电缆带电检测应用水平,同时可节省约2/3的现场作业人员,具有广泛的实用和推广价值。