混濁介質后向漫散射穆勒矩陣的測量.pdf

1、當把一束準直的偏振光束聚焦，垂直入射到介質表面時，測量入射點周圍區(qū)域的后向漫散射光偏振態(tài)和強度的空間分布模式，分析區(qū)域內每點的位置與該點的后向漫散射光偏振態(tài)、強度的函數(shù)關系，就可以確定介質的約化散射系數(shù)和吸收系數(shù)等光學特性參量。進一步分析，還可以獲得介質的各向異性因子和散射粒子平均大小等信息。當入射光的偏振態(tài)不同時，混濁介質的后向漫散射光的強度空間分布模式也不同。因此引入穆勒矩陣形式可以全面的描述混濁介質的后向漫散射特性，通過穆勒矩陣可

2、以計算出任意偏振態(tài)入射光情況下，混濁介質的后向漫散射光的斯托克斯矢量。 本文混濁介質的后向漫散射穆勒矩陣的測量進行研究，主要內容包括：借用斯托克斯矢量－穆勒矩陣這種數(shù)學形式來描述偏振光束和混濁介質的后向散射特性，并結合龐加球闡述了這種形式的物理意義。通過穆勒矩陣運算推導出任意光束的斯托克斯矢量測量方法，然后在光的斯托克斯矢量測量的基礎上，完成穆勒矩陣的測量原理的推導。 基于推導出的測量原理設計并實現(xiàn)了一套實驗系統(tǒng)用于測量

3、混濁介質的后向漫散射穆勒矩陣。在系統(tǒng)中，激光被調制成所需偏振態(tài)，聚焦于混濁介質表面。然后利用CCD 相機配合相應的偏振元件，測量入射點周圍區(qū)域的后向散射光中特定偏振態(tài)的能量空間分布，并由測量值計算出介質的后向漫散射穆勒矩陣。 從光路、光源和CCD 相機三個方面對系統(tǒng)的各部分性能進行了詳盡的分析，并 利用系統(tǒng)分別對消偏振分光棱鏡的反射穆勒矩陣和濃度1.5 ﹪的脂肪乳溶液的后向漫散射穆勒矩陣進行了測量。實驗證明，本系統(tǒng)不僅能