红外偏振相机

第２７卷第１期２００６年２月

哈尔滨工程大学学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

Ｖｄ．２７№．１Ｆｅｂ．２００６

红外无偏振效应分光棱镜的理论分析与设计

王政平，史金辉，阮顺龄，黄宗军，李庆波

（哈尔滨工程大学理学院，黑龙江哈尔滨１５０００１）

摘要：当光线倾斜入射时，膜层不可避免地会产生偏振效应．在很多的实际应用中，这种偏振效应是有害的．文中

回顾了消偏振设计的研究历程，讨论了各自方法的特点．表明已见报道的消除分光棱镜偏振效应的方法不多，而且大多限于可见光波段．文中提出用于红外波段的无偏振效应分光棱镜的设计方法及其理论分析，针对不同型号玻璃基底分别给出了相应的红外无偏振效应分光棱镜膜系的具体设计，计算了红外消偏振膜系的反射率与反射相移，提

供了其计算机仿真结果，结果表明设计方案合理可行．

关键词：偏振效应；红外消偏振；反射相移；分光镜

中图分类号：０４３２．２文献标识码：Ａ文章编号：１００６—７０４３（２００６）０１—０１５７—０４

Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｄｅｓｉｇｎｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｎｏｎ－ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇｂｅａｍｓｐｌｉｔｔｅｒ

ＷＡＮＧ

Ｚｈｅｎｇ—ｐｉｎｇ，ＳＨＩ

Ｊｉｎ—ｈｕｉ，ＲＵＡＮＳ

第1页共6页 8 光的偏振习题详解 习题册-上-8

习题八 一、选择题

1．自然光从空气连续射入介质1和介质2（折射率分别为n1和n2）时，得到的反射光a和b都是完全偏振光。已介质1和介质2的折射率之比为1则光的入射角i0为[ ]

（A）30?； （B）60?； （C）45?； （D）75?。 答案：A

解：由题意知，光在两种介质介面上的入射角都等于布儒斯特角，所以有

nntani0?1,tani??tanr?2，r?i0?90?

1n1所以

tanr?tan(90??i0)?n2?3 n13，

i0n1n2ari?b由此得

90??i0?60?，i0?30?

2．一束光强为I0的自然光，相继通过三个偏振片P1、P2、P3后出射光强为I0 /8。已知P1和P3的偏振化方向相互垂直。若以入射光线为轴旋转P2，要使出射光强为零，则P2

至少应转过的角度是 [ ]

（A）30°； （B） 45°

照相机的基本知识

如果拆卸掉任何照相机的电子装置和自动化部件，你就会看到如下相同的基本结构：一只遮光外壳的一端有一孔穴，用以安装镜头，孔穴的对面有一容片器，用以承装一段感光胶片。

为了在不同光线强度下都产生曝光正确的影象，照相机镜头有一可变光阑，用来调节直径不断变化的小孔，这就是所谓的光圈。在镜头固定的袖珍照相机上，镜头也没有快门装置，被称作镜间快门。快门打开后，光线才能透射到胶片上，快门给了你选择准确曝光瞬间的机会，而且通过确定某一快门速度，你还可以控制曝光时间的长短。在单镜头反光照相机（简称单反机）上，快门装置在机身内，正好位于焦平面的前面，被称作焦平面快门。如果不是这样的构造， 每次拆去镜头，胶片也就曝光了。

另一个所有照相机都有的部件是取景器。这基本上是一个用于观察和构图的装置，它使 得拍摄者能准确地把照相机对准被摄体，并决定对被摄体的哪一部分聚焦。

照相机的画幅

? ? ?

35毫米单反机是最常见的一种照相机画幅 袖珍照相机使用起来灵巧轻便

中等画幅或卷片照相机具有大尺寸的胶片影象，其整体分辨率和质量都较高

被摄体和光源

被摄体需要有光源给予照明，这样才有被摄体的反射光透射过照相机在胶片上形成潜影。 镜头

一只结构简单的镜

第一大误区：像素越高越好

这个是笔者看到很多网友经常要问的问题，而且是买数码相机就会问“你看是不是600万象素的机器比300万象素的好多了？”，“是不是800万象素的数码相机很好呀？”等等。对于这个购买误区必须指出的是：

按需购买，才是正路。以追求高象素为购买原则，买到的不一定就是一款好的数码相机。 某些数码相机广告宣称该款产品的分辨率高达600万像素，而售价却相对低廉，这对于普通消费者的诱惑力无疑是非常巨大的。仔细研究该款相机的说明书，不难发现所谓的600万像素分辨率不过是通过硬件插值获得的，而实际的总像素不过330万，不用硬件插值的有效输出像素也不过300万左右。这个在富士的数码相机和一些国产数码相机中表现最为明显。富士还好，插值以后照片还是能够接受。但是国产的呢，为了迎合一些不懂数码相机只知道盲目追求高象素的朋友的口味，也搞插值，由于没有核心技术，插值的效果根本无法接受。 真正能够分得清插值象素、总像素、有效像素的区别的消费者在今天的市场上还并不多，当然要剖除那些经常跟数码相机打交道的消费者。这里主要是指没有对数码相机有过深入研究就想购买的消费者，某些数码相机生产商正是利用了消费者的这个弱点，大肆鼓吹某款相机的分辨率如何如何高，继而诱导

opencv笔记8----从大恒工业摄像头读取图像

2013-10-25 10:31 3280人阅读 评论(9) 收藏 举报

采用大恒MER系列工业摄像机，不能用OpenCV自带函数打开摄像头，需要用厂商提供的API

工业摄像头采集的图片格式为BYTE，opencv需要从内存中读取BYTE，转化成IplImage *(in C) 或者Mat( in c++)

[cpp] view plain copy print?

1. #include \2. #include \3. #include

4. #include 5. using namespace cv; 6. 7.

8. GX_DEV_HANDLE hDevice = NULL; 9. static int keycode; 10.

11. MERCamera::MERCamera() 12. {

13. GX_STATUS status = GX_STATUS_SUCCESS; 14. int64_t nValue = 0; 15.

16. GXI

地球反射偏振测量仪POLDER

姓名：朱苗苗 学号：SA13217009 专业：光学

一、偏振遥感及POLDER背景介绍 1.1 偏振遥感

航空遥感又称机载遥感，是指利用各种飞机、飞艇、气球等作为传感器运载工具在空中进行的遥感技术，是由航空摄影侦察发展而来的一种多功能综合性探测技术。具有技术成熟，地面分辨率高，机动灵活等优点，是探测和研究地球资源和环境的一种不可取代的手段。 偏振遥感是研究反演大气气溶胶及云特性独特而有效的手段。地球表面和大气中的任何目标，在反射，散射，透射以及发射电磁辐射的过程中，会产生由它们自身性质和光学基本定律决定的特征偏振，不同的物体或同一物体的不同状态产生不同的偏振状态，且与波长有密切关系，即偏振特征中蕴含着目标的多种信息，能为遥感提供新的信息。在可见与近红外波段，大气由于折射率的非均匀性产生散射，大气散射辐射具有显著的偏振特性，大气偏振特性及变化载有大气气溶胶和云本身的光学，微物理特性信息，因此测量大气散射辐射偏振特性参数，可以达到反演大气特性的目的，为研究全球气候变迁，大气环境监测等有重要意义。

同非偏振探测相比，偏振测量增加了目标的偏振信息，如偏振度，偏振角及偏振椭率等，将信息维数扩大，多角度偏振信

4、塞曼效应的偏振特性

（1）沿Z方向传播的电磁波（横波）的电场矢量必定在xy平面（横波特性），并可分解为：

?Ex?Acos?t ?E?Bcos(?t??)?y

当??0，电场矢量在某一方向做周期变化，为线偏振，又称平面偏振

当???2，A＝B时，合成的电场矢量的大小为常数，方向做周期性变化。矢量箭头绕圆周运动，此即圆偏振。

（2）定义右旋偏振和左旋偏振

定义：沿z轴逆光观察，电矢量顺时针转动，称为右旋（圆）偏振，反之称为左旋（圆）偏振。

圆偏振光具有角动量，且光的角动量方向与电矢量旋转方向成右手螺旋关系。

沿着Z方向对准光传播方向观察（逆着光传播方向）， 电矢量作顺时针转动，称为右旋偏振， 角动量方向与传播方向相反

光的传播方向Z向右 光的角动量方向L向左

沿着Z方向对准光传播方向观察（逆着光传播方向）， 电矢量作逆时针转动，称为左旋偏振， 角动量方向与传播方向相同

光的传播方向Z向右 光的角动量方向L向右

（3）塞曼效应

Δm?m2?m1?1 （以正常塞曼效应为例）

原子在磁场方向（Z方向）的角动量减少了1，原子和发出的光子作为一个整体，角动量必须守恒，因此，所发光子必定在磁场方向（Z方向）具有角动量。

//B，

数码相机 不经意间，数码相机已经出现在我们生活的各个领域，日益被广大消费者接受。当您走在大街上或观看大型体育比赛、文艺表演时，都不难发现手持数码相机的人们。 但是，大部分消费者对这些精心包装的数码相机的新型号、新产品依然缺乏了解。而且数码相机的选购、使用、维护保养涉及许多方面的知识，对于大多数消费者来说，数码相机还是一种神秘而高端的产品。因此，笔者将有关数码相机的选购、使用、维护保养等方面的经验与心得整理出来与您分享，让您对数码相机有一番全面的了解 使用经验 1.三大数码照片格式 数码相机三大存储格式就是RAW、TIFF和JPEG，了解这三种格式的特点您才能够在拍摄时正确地选择存储格式。 首先是高级数码相机支持的RAW图像格式，这是一种将数码相机感光元件成像后的图像数据直接存储的格式，不经过压缩也不会损伤数码照片的质量，而且由于存储的是感光元件的原始图像数据，以后您还可以对图像的正负两级的曝光调整、色阶曲线、白平衡、锐利度等参数进行调整;缺点是RAW需要特殊的软件来处理，同时在拍摄时，数码相机的液晶屏幕上只能看到RAW文件的专门为预览提供的JPEG副本，而且为了避免浪费存储空间，这个副本的压缩比大，图像质量比较差。这也是部

一、高斯光束：

半径，是指在高斯光的横截面考察，以最大振幅处为原点，振幅下降到原点处的1/e倍的地方，由于高斯光关于原点对称，所以1/e的地方形成一个圆，该圆的半径，就是光斑在此横截面的半径；如果取束腰处的横截面来考察，此时的半径，即是束腰半径。沿着光斑前进，各处的半径的包络线是一个双曲面，该双曲面有渐近线。高斯光束的传输特性，是在远处沿传播方向成特定角度扩散，该角度即是光束的远场发散角，也就是一对渐近线的夹角。

基模高斯光束的光束发散角：θ=2 λ/π? 又因：f=πwo2/λ 所以：θ=2λ/πwo

所以说远场发散角与波长成正比，与其束腰半径成反比，故而，束腰半径越小，光斑发散越快；束腰半径越大，光斑发散越慢。 我们用感光片可以看到，在近距离时，准直器发出的光在一定范围内近似成平行光，距离稍远，光斑逐渐发散，亮点变弱变大；可是从光纤出来的光，很快就发散；这是因为，准直器的光斑直径大约有400微米，而光纤的光斑直径不到10微米。同时，对于准直器最大工作距离的定义，往往可理解为该准直器输出光斑的共焦参数，该参数与光斑束腰半径平方成正比，与波长成反比，计算式是：3.1415926*束腰半径*束腰半径/波长= f=πwo2/λ。所以要做成长工作距

物理实验（上） 偏振现象的观察与分析

偏振现象的观察与分析

? 引言

1809年，法国工程师马吕斯在实验中发现了光的偏振现象。对于光的偏振现象研究，使人们对光的传播（反射、折射、吸收和散射等）的规律有了新的认识。特别是近年来利用光的偏振性所开发出来的各种偏振光元件、偏振光仪器和偏振光技术在现代科学技术中发挥了极其重要的作用，在光调制器、光开关、光学计量、应力分析、光信息处理、光通信、激光和光电子学器件等应用中，都大量使用偏振技术。

本实验通过一系列的观察与测量，要求学生学习产生和鉴别各种偏振光并对其进行观察、分析和研究的方法，从而了解和掌握偏振片、1/4波片和1/2波片的作用和应用，加深对光的偏振的性质的认识。

? 实验原理

1． 偏振光的种类

光是电磁波，它的电矢量E和磁矢量H相互垂直，且都垂直于光的传播方向。通常用电矢量代表光矢量，并将光矢量和光的传播方向所构成的平面称为光的振动面。按光矢量的不同振动状态，可以把光分为五种偏振态：

1) 自然光：在与光传播方向垂直的平面内，包含一切可能方向的横振动，即光波

的电矢量在任一方向上具有相同的振幅。普通光源发光的是自然光。

2) 线偏振光：在光的传播过程中，只包含一种振动，其振动方向始终保持在同