Методи вимірювання і аналізу матриць Мюллера однорідних середовищ. Розробка оптимальної схеми вимірювання анізотропних характеристик однорідних середовищ з використанням лінійно поляризованого випромінювання з трьома різними азимутами площини поляризації.
При низкой оригинальности работы "Взаємодія поляризованого електромагнітного випромінювання з однорідними анізотропними середовищами", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Властивості різного роду середовищ (механічні, електродинамічні тощо), у значній мірі, визначаються анізотропією в їх будові. Коли взаємодія випромінювання із середовищем носить лінійний характер, повний опис перетворення поляризації може бути зроблений у рамках методу Джонса. Якщо середовище деполяризує випромінювання не повністю, його ефективний анізотропний вплив на поляризацію випромінювання також можна представити матрицею Джонса [1,2], або недеполяризуючою матрицею Мюллера, та аналізувати ефективну анізотропію аналогічно до випадку однорідних середовищ. У загальному випадку Матриця Мюллера однорідного середовища має не більше семи незалежних елементів, тому вимірювання всіх шістнадцяти її елементів є надлишковим і нераціональним з точки зору витраченого часу. Метою та завданням дисертаційних досліджень було: розробити оптимальну схему вимірювання анізотропних характеристик однорідних середовищ на основі використання матричного методу Мюллера з урахуванням особливостей анізотропії даного класу середовищ;Основні результати роботи полягають у наступному: Запропоновано оптимальну схему вимірювання анізотропних характеристик однорідних середовищ з використанням лінійно поляризованого випромінювання з трьома різними азимутами площини поляризації. У схемі вимірюється неповна матриця Мюллера середовищ Для максимальної точності вимірювань елементів матриці азимути зондуючих поляризацій мають відрізнятися на 600. У порівнянні з випадком вимірювання всіх елементів матриці Мюллера, вимірювання їх частини за запропонованою схемою дозволяє в 1.3 рази скоротити час вимірювань та в 1.4 рази збільшити їх точність. На основі використання матричного методу Мюллера та вдосконаленої поляриметричної моделі однорідних анізотропних середовищ вперше проведено експериментальні дослідження анізотропного розсіювання лазерного випромінювання з довжиною хвилі 0.63 мкм біологічними обєктами рослинного походження (листяним покривом дерев).
Вывод
Основні результати роботи полягають у наступному: Запропоновано оптимальну схему вимірювання анізотропних характеристик однорідних середовищ з використанням лінійно поляризованого випромінювання з трьома різними азимутами площини поляризації. У схемі вимірюється неповна матриця Мюллера середовищ
IMG_ececb535-fe2f-43ce-b10d-83d28afe8d79 без четвертого стовпця. Показано, що матриця
IMG_54d0a134-6a4d-403d-b471-82478fcf1160 повністю описує однорідні середовища стосовно до їх впливу на поляризацію випромінювання. Для максимальної точності вимірювань елементів матриці азимути зондуючих поляризацій мають відрізнятися на 600. У порівнянні з випадком вимірювання всіх елементів матриці Мюллера, вимірювання їх частини за запропонованою схемою дозволяє в 1.3 рази скоротити час вимірювань та в 1.4 рази збільшити їх точність.
Удосконалено поляриметричну модель формування анізотропії однорідних середовищ, що базується на їх представленні послідовністю чотирьох основних видів анізотропії: лінійної фазової, кругової фазової, лінійної амплітудної та кругової амплітудної, у вказаному порядку слідування. Отримано вирази для розрахунку параметрів, які кількісно характеризують згадані види анізотропії (параметри анізотропії) з використанням елементів матриці Мюллера.
На основі використання матричного методу Мюллера та вдосконаленої поляриметричної моделі однорідних анізотропних середовищ вперше проведено експериментальні дослідження анізотропного розсіювання лазерного випромінювання з довжиною хвилі 0.63 мкм біологічними обєктами рослинного походження (листяним покривом дерев). Встановлено загальний вигляд матриць Мюллера для даного класу біологічних обєктів при прямому та зворотному розсіюванні випромінювання. Виміряні кутові залежності елементів матриці Мюллера досліджуваних зразків для обох напрямків розсіювання одразу після зриву листя та через наступні 24 години його зберігання в нормальних умовах. Встановлено, що зміни у фізіологічному стані досліджуваних зразків, викликані їх природним висиханням, призводять до зменшення величини діагональних елементів матриці Мюллера. Проте, аналіз анізотропних характеристик зразків у рамках удосконаленої поляриметричної моделі показав, що параметри їх анізотропії (величина лінійної амплітудної та фазової анізотропії, та кругової фазової анізотропії) можуть залишатися незмінними. Таким чином, удосконалена модель надає додаткову можливість для діагностики стану біологічних обєктів, повязаного зі зміною їх анізотропних властивостей.
Список литературы
Оберемок Є.А., Савенков С.М. Оптимізація параметрів Мюллер-поляриметра при дослідженні детермінованих обєктів методом трьох поляризацій. //Укр. фіз. журн. - 2000. - Т.45. - №1. - C.124-127.
Оберемок Є.А., Савенков С.М. Мюллер-поляриметрія детермінованих обєктів // Вісн. Київ. ун-ту, Сер. фіз.-мат. науки. - 2000. - №1.- C. 403-406.
Оберемок Є.А., Савенков С.М. Розвязок оберненої задачі поляриметрії для детермінованих обєктів на основі неповних матриць Мюллера // Укр. фіз. журн. - 2002. - T.47. - №8. - C.803-807.
Оберемок Е.А., Савенков С.Н. Определение поляризационных характеристик объектов методом трех зондирующих поляризаций // Журнал прикладной спектроскопии. - 2002. - Т.69. - №1. - C.64-68.
Савенков С.М., Юштін К.Е., Оберемок Є.А. Проблема похибок при вимірюванні матриць Мюллера ряду поляризаційних класів обєктів з ізотропною деполяризацією // Укр. фіз. журн. - 2002. - Т.47. - №9. - C.898-903.
Оберемок Е.А., Савенков С.Н Структура детерминированных матриц Мюллера и их восстановление в методе трех зондирующих поляризаций // Журнал прикладной спектроскопии. - 2003. - Т.70. - №.2. - C.203-207.
Savenkov S.N., Muttiah R.S., Oberemok Y.A. Transmitted and reflected scattering matrices from an English Oak leaf // Applied Optics. - 2003. - Vol.42. - №24. - P. 4955-4962.
Savenkov S.N., Oberemok Y.A. Transition of experimental error through the Mueller matrix decomposition // SPIE Proc. - 2003. - Vol. 5475. - P. 99-107.
Савенков С.Н., Оберемок Е.А. Восстановление полной матрицы Мюллера произвольного объекта в методе трех зондирующих поляризаций // Журнал прикладной спектроскопии. - 2004. - Т.71. - №.1. - C.115-118.
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
Cloud S.R. Group theory and polarization algebra // Optik. - 1986. - Vol.75. - № 1. - P. 26-36.
Cloud S.R. and Pottier E. Concept of polarization entropy in optical scattering // Opt. Engineering. - 1995. - Vol. 34. - P.1599-1610.
Gil J.J., Bernabeu E. Obtainment of the polarizing and retardation parameters of a non-depolarizing optical system from the polar decomposition of its Mueller matrix // Optik. - 1987. - Vol.76. - № 2. - P. 67-71.
Shih-Yau Lu, Chipman R.A. Decomposition of Mueller matrices. // J.Opt.Soc.Am. A. - 1996. - Vol.13. - P. 1106-1113.
Марьенко В.В., Савенков С.Н. Представление произвольных матриц Мюллера в базисе матриц круговой и линейной анизотропии // Оптика и спектроскопия. - 1994.- T.76. - № 1.- C. 102-104.
Аззам Р.А., Башара Н.М. Эллипсометрия и поляризованный свет. - М.: Мир, -1981.-584 c.
Hovenier J.W. Structure of a general pure Mueller matrix // Applied Optics. - 1994. - Vol.33. - № 36. - P.8318-8325.
Tyo J.S. Design of optimal polarimeters: maximization of signal-to-noise ratio and minimization of systematic error // Applied Optics. - 2002. - Vol. 41. - № 4. - P. 619-630.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
