【正文】 了光電裝備光學(xué)窗口外置隱身裝置，圖 33為其原理圖。偏振光經(jīng)隱身裝置透射進(jìn)入貓眼系統(tǒng)后按原路返回再次經(jīng)過旋光晶體，偏振方向再次旋轉(zhuǎn) 45176。 總結(jié)以上基于旋光效應(yīng)的糖濃度檢測原理和技術(shù)的研究 ,本論文主要完成了以下工作 : 檢測理論進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析 ,分析了旋光角度產(chǎn)生的原理 ,分析了旋光率與旋光角度的關(guān)系 !旋光角度與系統(tǒng)出射光強的關(guān)系以及旋光率與系統(tǒng)入射光波長的關(guān)系 ， 為實驗結(jié)論提供了很好的理論基礎(chǔ) 。 本論文利用瓊斯矢量表示光波偏振態(tài)和檢測系統(tǒng)中的各個光學(xué)元器件對光波的作用 ,并利用瓊斯矩陣 對本實驗的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的分析 ,得出了理論計算公式 ,從分析結(jié)果來看 ,雙光路檢測糖溶液濃度的方法是完全可行的 。 （兩光強的差除以光強和）后能直接得到旋光角度的正弦值且結(jié)果不受光強波動影響，由此結(jié)合 CCD 成像中灰度與光強成線性的特點提出了基于偏振分束成像的旋光角度場測量方法。 Pneumatics， 2020(8)： 5253. [14] CHOU Chien， HUANG Yeuchuen， FENG Chingmei， et al. Amplitude sensitive optical heterodyne and phase lockintechnique on small optical rotation angle detection of chiral liquid [J]. (S00214922),1997,36(1)： 356359 27 致謝 本論文研究工作的完成 ,首先要感謝的就是我的導(dǎo)師王形華教授 。在此 ,我 向我最 親愛的同 學(xué)們送以最真誠的祝福，向我最 敬愛的老師 們 表達(dá)最崇高的敬意與感謝 ! 祝愿您 們 身體健康 ,工作順利， 一生平安 ! 。 他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度 ,淵博的學(xué)識 ,都使我受益匪淺 ,我將把這種工作態(tài)度帶到我今后的學(xué)習(xí)工作中去 。深入分析測量系統(tǒng)各組成部分的特點結(jié)合實驗的需求選取了適合本文實驗的各種元器件，構(gòu)建了偏振光束產(chǎn)生裝置、偏振分束裝置、光接收與成像裝置、圖像采集與處理裝置。根據(jù)對分束后兩偏振光瓊斯矩陣的分析，發(fā)現(xiàn)兩光強 。 這種方法可以大大地降低對光源穩(wěn)定性的要求 ,并能夠使光學(xué)檢測系統(tǒng)處于最大靈敏度處 。此時，線偏振光的振動方向與偏振片偏振方向垂直，根據(jù)馬呂斯定律，此時線偏振光不能透過，因此，貓眼目標(biāo)回波被截止在了隱身裝置內(nèi)部。 圖 光電裝備處于正常工作狀態(tài)時，給晶體加以沿光軸方向的磁場，此時不影響光學(xué)窗口正常觀察和瞄準(zhǔn)目標(biāo)。對給定的物質(zhì)，光振動面的旋轉(zhuǎn)方向僅由磁感應(yīng)強度Ｂ 的方向決定，與光的傳播方向并與Ｂ 同向或反向無關(guān)，這一特點可使光在介質(zhì)中往返數(shù)次而使旋轉(zhuǎn)角度加大。由此可見，如何在不改變光學(xué)結(jié)構(gòu)及犧牲有限光電裝備光學(xué)性能的前提下，有效實現(xiàn)隱身成為光電裝備反偵測技術(shù)的關(guān)鍵。目前，美、俄等軍事強國已經(jīng)裝備了比較完備的集光學(xué)窗口偵測、干擾和致盲為一體的激光武器系統(tǒng)，在近年來的幾次局部戰(zhàn)爭中，激光主動探測系統(tǒng)憑借其較高的定位精度和快速的探測速度大大提高了戰(zhàn)場武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能，凸顯出驚人的作戰(zhàn)效果和威力，而 國內(nèi)對“貓眼”效應(yīng)的研究還處于理論分析和實驗室研究階段，在應(yīng)用領(lǐng)域還是空白，在對方具備實施“貓眼”主動偵測的條件下，即使我方采用被動觀測方式，如微光夜視儀、熱像儀等各種夜視裝備，也會暴露無遺。 當(dāng)線偏振光通過磁場作用的法拉第旋光器時，光矢量的振動方向旋轉(zhuǎn)一定的角度，角度的大小與磁場強度成正比，這種現(xiàn)象稱為法拉第效應(yīng)或磁致旋光效應(yīng)。 油霧具有旋光性，且為左旋，當(dāng)偏振光通過油霧時其振動面 22 會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，本研究將偏振光旋光原理運用在油霧濃度的檢測方面，實踐證明這種嘗試是正確的，測量效果令人滿意。油霧濃度檢測一直是油霧潤滑領(lǐng)域的技術(shù)難點，至今沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，其原因主要是：測量具有特殊性，不能用慣用的燃燒方法或化學(xué)反應(yīng)方法；油霧的表面張力大，吸附性強等。其中 ? 味光波波長， t 為溶液溫度，C 為溶液濃度， d為光穿過溶液的厚度。 采用波長為 650nm 的半導(dǎo)體激光器作為光源 ,它發(fā)出的 光束經(jīng)過起偏器成為線偏振光 ,然后經(jīng)過溶液盒 ,其偏振面被旋轉(zhuǎn)一定的角度后出射到握拉斯頓棱鏡 ,被分為偏振方向相互垂直的兩束線偏振光 ,出射光被雙光路光電探測器接收后送到計算機 ,由計算機對兩束信號進(jìn)行運算處理 。 在食品分析工作中 ,由于分析的目的不同 ,或者是由于被測組分和干擾成分的性質(zhì)以及它們在食品中存在的數(shù)量的差異 ,所選擇的檢測方法也各不相同 。光束的振動面與檢偏器通光軸的角度越小，探測到的光強則越大，反之，則越小。當(dāng)千分尺轉(zhuǎn)動使晶體 1 產(chǎn)生一個位移增量 s 時，線偏振光穿過的晶體厚度 Δ d 如圖中所示，轉(zhuǎn)角增量可表示為 ： ?? astgda ???? （ 33） 式中 s 為千分尺轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的垂直位移 。 d 為石英晶體的光軸厚度 mm。 二是光學(xué)系統(tǒng)部分，這是該測量系統(tǒng)的關(guān)鍵，由光源、起偏器、旋光晶體、檢偏器和探測器等組成，以形成線偏振光測量光路。實驗表明 : 該裝置具有 18 較高的測量精度和較大的微位移量程，在 300 μ m 的量程內(nèi)，測量精度可達(dá) 0． 1μ m，且相對誤差不超過 1%，可用于各種需要精密測量微位移的儀器儀表中。因為這種微位移測量方法不僅在原理上具有一定的先進(jìn)性，而且在技術(shù)實現(xiàn)上也是十分可行性的，具有較為廣闊的應(yīng)用前景 [7]。 微位移測量 由于超精密加工和微納米技術(shù)領(lǐng)域近十幾來的飛速發(fā)展，微位移測量技術(shù)也得到了前所未有的重視，各種新技術(shù)和新原理不斷涌現(xiàn)，其中，激光干涉、磁柵及容柵等是目 前主要的微位移測量方法。 的實驗系統(tǒng) 圖 待測系統(tǒng)檢測 整個實驗系統(tǒng)如上圖所示 ,由四個部分構(gòu)成 。本實驗選用的旋光介質(zhì)為石英晶體 ,由于石英晶體 16 在不同入射波長下的旋光率不同 ,而且沒有計算公式 。 當(dāng)光傳播方向改變時 ,晶體的左旋或右旋的性質(zhì)不變 ,因此 ,如果通過晶體的偏振光從鏡面上反射后再通過同一晶體 ,則振動面就恢復(fù)到原來的方向 。 旋光色散理論 有些晶體的旋光性質(zhì)有左旋和右旋之分 。當(dāng)克爾盒兩極不加電場時，沒有光從 P2透出；當(dāng)兩極加以大小合適的電場時，有光從 P2 透出，這表明此時 偏 15 光的偏振角發(fā)生了旋轉(zhuǎn)。法拉第磁光效應(yīng)的本質(zhì)是由于某些物質(zhì)在外磁場作用下，物質(zhì)對光的折射率發(fā)生改變從而導(dǎo)致了偏振光振動方向旋轉(zhuǎn)。這種在磁場作用下的旋光效應(yīng)稱之為磁致旋光效應(yīng)或法拉第旋光效應(yīng) [1]。 （ 2）保證其他條件不變，旋光角度與旋光物質(zhì)的長度成正比。光源出射的光經(jīng)偏 13 振片 M 后變?yōu)橐皇€偏振光，然后通過另一偏振片 N 被接受屏 P 接收，此時屏是黑暗的；將旋光物質(zhì)放在兩偏振片 M、 N 之間，原理黑暗的屏變亮，再將偏振片 N 旋轉(zhuǎn)一定角度θ后，屏又變?yōu)楹诎?,該旋轉(zhuǎn)角度θ即為偏振光通過旋光物質(zhì)后振動方向旋轉(zhuǎn)的角度 應(yīng)用上述實驗方法，改變不同的材料特性，如旋光物質(zhì)長度、旋光率等，研究旋光現(xiàn)象的影響因素。 圖 旋光現(xiàn)象實驗 自然旋光效應(yīng)中介質(zhì)在自然 環(huán)境下能使偏振光振動方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)，這種介質(zhì)稱為旋光物質(zhì)。 設(shè)透過偏振器件前后的偏振光分別為 ??????? 111 BAE 與 ??????? 222 BAE ， 12 GEE ? ， 其中 G 為偏振器件的瓊斯矩陣，偏振器件光軸與 x 軸成θ 角，快慢軸在的光因傳播速度不同引起的相位差為δ ， 由坐標(biāo)變換得 ： ?????? ??? ?? ?? ???? c o ss i n s i nc o s1111 BAA BAA （ 24） ?????????? ?? ?????? ?? ieAAAA （ 25） ?????? ?? ?? ?? ?????? c o ss i n s i nc o s22 AAB AAA （ 26） 聯(lián)立（ 24）、（ 25）、（ 26）得： ???????????????????????????????? ???????? ? 211122 c o ss i n s i nc o s0 01c o ss i n s i nc o s BAGBAeBA i ?? ???? ?? ? （ 27） 12 該偏振器件的瓊斯矩陣 G 為 : ?????? ?? ?????????????????? ????? iiiiee eeG 2222c o ss i nc o ss i nc o ss i n c o ss i nc o ss i ns i nc o s （ 28） 表 列出了幾種常用偏振器件的瓊斯矩陣。可見斯托克斯的四個參量均可測，斯托克斯矢量表示為： 或 ? ?SCMI （ 4）邦加球法： 邦加球是 1982 年由邦加提出來表示任一偏振態(tài)的圖示法，如圖 所示，球面上的一點表示一個偏振態(tài)，該點可用球面上的經(jīng)緯度表示。 瓊斯矩陣可以用來計算偏振光的疊加以及偏振光通過偏振器件后的偏轉(zhuǎn)態(tài)，它表征了器件對偏振光的變換特性。這四種方法各具特