WikiDer > Поляриметрия

Polarimetry
Радар с синтетической апертурой изображение Долина Смерти окрашены с помощью поляриметрии.

Поляриметрия измерение и интерпретация поляризация из поперечные волны, в первую очередь электромагнитные волны, например радио или световые волны. Обычно поляриметрия проводится на электромагнитных волнах, которые прошли или прошли через отраженный, преломленный или же дифрагированный каким-либо материалом для характеристики этого объекта.[1][2]

плоскополяризованный свет:

согласно волновой теории света считается, что обычный луч света колеблется во всех плоскостях, перпендикулярных направлению его распространения, если этот обычный луч света проходит через никольную призму, выходящий луч колеблется только в одной самолет.

Приложения

Поляриметрия тонких пленок и поверхностей широко известна как эллипсометрия.

Поляриметрия используется в дистанционное зондирование приложения, такие как планетология, астрономия, и метеорологический радар.

Поляриметрия также может быть включена в вычислительный анализ волн. Например, радары часто учитывают поляризацию волн при постобработке, чтобы улучшить характеристики целей. В этом случае поляриметрия может использоваться для оценки тонкой текстуры материала, помочь определить ориентацию небольших структур в цели и, когда используются антенны с круговой поляризацией, определить количество отражений принятого сигнала ( хиральность волн с круговой поляризацией чередуется с каждым отражением).

Изображения

В 2003 г., спектрополяриметрический формирователь изображения в видимой ближней ИК-области (VNIR) с акустооптический перестраиваемый фильтр (AOTF) было сообщено.[3] Эти гиперспектральные и спектрополяриметрические формирователи изображений работали в диапазонах излучения от ультрафиолетового (УФ) до длинноволнового инфракрасного (LWIR). В AOTF пьезоэлектрический преобразователь преобразует радиочастотный (RF) сигнал в ультразвуковой волна. Затем эта волна проходит через кристалл, прикрепленный к преобразователю, и при входе в акустический поглотитель дифрагирует. Длину волны результирующих световых лучей можно изменить, изменив исходный радиочастотный сигнал.[3] Гиперспектральные изображения VNIR и LWIR неизменно работают лучше, чем гиперспектральные.[4] Эта технология была разработана в Исследовательская лаборатория армии США.[3]

Исследователи сообщили о данных системы видимого ближнего инфракрасного диапазона (VISNIR) (0,4–0,9 микрометра), для которой требовался РЧ-сигнал мощностью менее 1 Вт. Представленные экспериментальные данные показывают, что поляриметрические сигнатуры уникальны для созданных руками человека предметов и не встречаются в природных объектах. Исследователи заявляют, что двойная система, собирающая как гиперспектральную, так и спектрополяриметрическую информацию, является преимуществом при создании изображений для отслеживания цели.[3]

Оборудование

А поляриметр это основной научный инструмент используется для проведения этих измерений, хотя этот термин редко используется для описания процесса поляриметрии, выполняемого компьютером, например, в поляриметрических радар с синтезированной апертурой.

Поляриметрию можно использовать для измерения различных оптические свойства материала, в том числе линейного двулучепреломление, круговое двулучепреломление (также известное как оптическое вращение или оптическая вращательная дисперсия), линейный дихроизм, круговой дихроизм и рассеяние.[5] Для измерения этих различных свойств было разработано множество конструкций поляриметров, некоторые из которых архаичны, а некоторые используются в настоящее время. Наиболее чувствительные основаны на интерферометры, в то время как более традиционные поляриметры основаны на поляризационные фильтры, волновые пластины или другие устройства.

Астрономическая поляриметрия

Поляриметрия используется во многих областях астрономии. изучить физические характеристики источников, в том числе активные галактические ядра и блазары, экзопланеты, газ и пыль в межзвездная среда, сверхновые, гамма-всплески, звездное вращение,[6] звездные магнитные поля, диски мусора, отражение в двойных звездах[7] и космический микроволновый фон радиация. Наблюдения астрономической поляриметрии выполняются либо как поляриметрия изображения, где поляризация измеряется как функция положения в данных изображения, либо как спектрополяриметрия, где поляризация измеряется как функция длина волны света или широкополосной апертурной поляриметрии.

Измерение оптического вращения

Оптически активный образцы, такие как растворы хиральных молекул, часто показывают круглые двулучепреломление. Круговое двулучепреломление вызывает вращение поляризации плоскополяризованного света при его прохождении через образец.

В обычном свете колебания происходят во всех плоскостях, перпендикулярных направлению распространения. Когда свет проходит через Призма николя его колебания во всех направлениях, кроме направления оси призмы, отсекаются. Говорят, что свет, исходящий из призмы, плоско поляризованный потому что его вибрация в одном направлении. Если две призмы Николя разместить так, чтобы их плоскости поляризации были параллельны друг другу, то световые лучи, выходящие из первой призмы, попадут во вторую призму. В результате потери света не наблюдается. Однако, если вторую призму повернуть на угол 90 °, свет, выходящий из первой призмы, останавливается второй призмой, и свет не выходит. Первую призму обычно называют поляризатор а вторая призма называется анализатор.

Простой поляриметр для измерения этого вращения состоит из длинной трубки с плоским стекло торцы, в которые помещается образец. На каждом конце трубки есть Призма николя или другой поляризатор. Свет светится через трубку, а призма на другом конце, прикрепленная к окуляру, поворачивается, чтобы достичь области полной яркости или области полутемной, полусветлой или полной темноты. Затем угол поворота считывается по шкале. То же явление наблюдается после угла 180 °. В удельное вращение затем можно рассчитать образец. Температура может влиять на вращение света, что следует учитывать при расчетах.

куда:

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Мищенко, М.И.; Яцкив Ю.С. Розенбуш, В.К .; Видин, Г., ред. (2011). Поляриметрическое обнаружение, характеристика и дистанционное зондирование, Труды Института перспективных исследований НАТО по специальной технике обнаружения (поляриметрии) и дистанционному зондированию Ялта, Украина, 20 сентября - 1 октября 2010 г., Серия: Наука НАТО во имя мира и безопасности. Серия C: Экологическая безопасность. НАТО «Наука ради мира и безопасности». Серия C: Экологическая безопасность (1-е изд.). Springer. ISBN 9789400716353.
  2. ^ Тинберген, Яап (2007). Астрономическая поляриметрия. Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-01858-6.
  3. ^ а б c d Goldberg, A .; Stann, B .; Гупта, Н. (июль 2003 г.). «Исследование мультиспектральных, гиперспектральных и трехмерных изображений в исследовательской лаборатории армии США» (PDF). Труды Международной конференции по международному синтезу [6-е]. 1: 499–506.
  4. ^ Макки, Ихаб; Юнес, Рафик; Фрэнсис, Хлодвиг; Бьянки, Тициано; Цуккетти, Массимо (1 февраля 2017 г.). «Обследование обнаружения наземных мин с использованием гиперспектральной съемки» (PDF). Журнал ISPRS по фотограмметрии и дистанционному зондированию. 124: 40–53. Bibcode:2017JPRS..124 ... 40M. Дои:10.1016 / j.isprsjprs.2016.12.009. ISSN 0924-2716.
  5. ^ В. Тучин (2000). Тканевая оптика Методы рассеяния света и инструменты для медицинской диагностики. Общество фотооптики. ISBN 978-0-8194-3459-3.
  6. ^ Коттон, Дэниел V; Бейли, Джереми; Ховарт, Ян Д; Ботт, Кимберли; Кедзиора-Чудцер, Люцина; Лукас, П. У; Хаф, Дж. Х (2017). «Поляризация из-за вращательного искажения яркой звезды Регулус». Природа Астрономия. 1 (10): 690–696. arXiv:1804.06576. Bibcode:2017НатАс ... 1..690C. Дои:10.1038 / с41550-017-0238-6.
  7. ^ Бейли, Джереми; Коттон, Дэниел В .; Кедзиора-Чудцер, Люцина; Де Орта, Айн; Мэйбор, Даррен (1 апреля 2019 г.). «Поляризованный отраженный свет от двойной системы Спика». Природа Астрономия. 3 (7): 636–641. arXiv:1904.01195. Bibcode:2019НатАс ... 3..636B. Дои:10.1038 / с41550-019-0738-7.

внешняя ссылка