利用旋转线偏振光方法对微小物体进行识别

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1、利用旋转线偏振光方法对微小物体进行识别(申请清华大学理学硕士学位论文)培养单位：物理系学科：物理学研究生：欧学桁指导教师：廖然讲师二○一七年五月RecognizingtheMicro-ObjectsUsingtheRotatingPolarizedLightThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofScienceinPhysicsbyOuXuehengThesisSupervisorDrLiaoRanMay,2017摘要摘要利用光学散射方

2、法对微小物体进行识别，特别是小于1m物体的识别有其独特的优越性。当物体越来越小，小于1m时，直接利用成像的方法对物体进行辨别将会变得非常困难，此时利用光学散射的方法将会有优势。利用偏振光散射技术，提取一些偏振参数，以及计算的穆勒矩阵对微小物体进行识别。论文主要介绍一种利用偏振光散射技术对微小物体和微小海藻进行识别的研究，利用旋转线偏振光方法对测量的对象进行识别。当光照射到微小物体上时，根据瑞利的电偶极理论解释，在微小粒子的内部会感应出电偶极子，随着入射光中电场的振荡，电偶极子也会随着振荡，进而向外辐射出电磁波。我们在多个散射角度放置探测器，每个角度有4个通道。分别是波片加0度

3、偏振片，45度偏振片，90度偏振片，135度偏振片。在接下来的论文中，我们可以看到每个通道得到的光强呈现出一种规律性的变化，随着入射偏振光方向的改变，根据电偶极子的理论计算得到每个通道光强的变化是入射偏振光方向的函数。在得到的函数中有3个参数，重点会介绍相位。测量的研究对象将会首先集中于简单的微小均匀样品，如微小聚苯乙烯小球。在实验中发现，对于60度探测角135度检偏，不同粒径的小球会发生相位漂移，通过相位漂移可以初步识别出小球的粒径。在实验中还发现改变小球的颜色，实验中磁搅拌器的转速，实验溶液的浓度这些变量不会明显的改变曲线的相位。实验中对同种粒径小球不同浓度下的A，B值也做了

4、分析。通过偏振光学的基础知识计算了穆勒矩阵和偏振度。在论文中，会逐渐的由简单的聚苯乙烯小球体系过渡到复杂的海藻体系。在本论文中，主要创新点为实验中所测量过的样品的光强曲线都具有相似性，利用电偶极辐射理论对这种实验现象进行了解释，并且给出了模拟函数，并且在实验中发现不同粒径的小球存在相位漂移。关键词：旋转线偏振；电偶极辐射；穆勒矩阵IAbstractAbstractTherearesomespecialsuperioritiesusinglightscatteringmethodtodistinguishsmallobjects,especiallythethingssmaller

5、thanthe1m.Whenthedetectionthingsbecomesmallerandsmaller,itwillbedifficulttodistinguishthingsusingimagemethoddirectly,andtherearesomeadvantagesforusingthelightscatteringtechniqueinthiscase.Usingthelightscatteringtechnique,extractingsomepolarizedcharacteristicnumbers,andcalculatingMuellermatri

6、ces,thentodistinguishmicrothingsandsmallalgae.Thethesismainlyintroduceamethodthatusinglightpolarizedscatteringtechniquetodetectthesmallthingsandsmallalgae,usingtherotatedpolarizedlighttodistinguishthedetectingobjects.Whenthelightirritatethesmallthings,basingontheRayleighelectricdipoleradiatio

7、ntheory,insidethesmallparticleswillinduceadipolemoment,thedipolemomentwilloscillatewhentheoscillatinglightirritate,thenwillradiatetheelectromagneticwave.Weputthedetectoratmulti-angles,andtherearefourchannelateachangle.Thesefourchannelsarewave