氣溶膠是以固體或液體為分散質(zhì)(又稱分散相)和氣體為分散介質(zhì)所形成的溶膠。它具有膠體性質(zhì),如:對光線有散射作用、電泳、布朗運動等特性。大氣中的固體和液體微粒作布朗運動,不因重力而沉降,可懸浮在大氣中長達(dá)數(shù)月、數(shù)年之久。氣溶膠由于粒子的來源和成因不同,其化學(xué)組成有很大的區(qū)別,不同來源的顆粒物,其組分相差很大。如來自地表層或由海水濺沫生成的大顆粒往往含有大量的Fe、Al、Si、Mg、Ti和Ca等元素。
日前,安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所洪津研究員課題組針對同平臺雙偏振儀器(POSP和SIPC)航空飛行實驗研究方面取得新進(jìn)展。POSP是一種掃描積分式的偏振輻射計,與搭載在同一平臺上的同時偏振相機(jī)(SIPC)進(jìn)行數(shù)據(jù)相關(guān)性分析,建立POSP和SIPC的系統(tǒng)輻射測量模型,驗證了同平臺雙偏振儀器在航飛實驗中的交叉定標(biāo)模型的準(zhǔn)確性。
該項目研究成果有望提升我國大氣氣溶膠立體探測技術(shù)水平,對提升氣溶膠在大氣中的分布狀態(tài)及其微物理特性研究等方面具有重要的意義。
偏振是指橫波的振動矢量(垂直于波的傳播方向)偏于某些方向的現(xiàn)象??v波不發(fā)生偏振。振動方向?qū)τ趥鞑シ较虻牟粚ΨQ性叫做偏振,它是橫波區(qū)別于其他縱波的一個最明顯的標(biāo)志。光波電矢量振動的空間分布對于光的傳播方向失去對稱性的現(xiàn)象叫做光的偏振。只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象,故光的偏振是光的波動性的又一例證。
偏振光分類
線偏振光在光的傳播過程中,只包含一種振動,其振動方向始終保持在光的偏振同一平面內(nèi),這種光稱為線偏振光(或平面偏振光)。你可以通過一個實驗想象這是一種什么景象:你把一根繩子的一頭拴在鄰居院子里的樹上,另一頭拿在你手里。再假定繩子是從籬笆的兩根竹子的正當(dāng)中穿過去的。如果你現(xiàn)在拿繩子上下振動,繩子產(chǎn)生的波就會從兩根竹子之間通過,并從你的手傳到那棵樹上。這時,那座籬笆對你的波來說是"透明的"。但是,要是你讓繩子左右波動,繩子就會撞在兩根竹子上,波就不會通過籬笆了,這時這座籬笆就相當(dāng)于一個起偏振器件。
部分偏振光,光波包含一切可能方向的橫振動,但不同方向上的振幅不等,在兩個互相垂直的方向上振幅具有最 大值和最小值,這種光稱為部分偏振光。自然光和部分偏振光實際上是由許多振動方向不同的線偏振光組成。
偏振光應(yīng)用
偏光式3D技術(shù)普遍用于商業(yè)影院和其它高端應(yīng)用,它是偏振光的典型應(yīng)用。在技術(shù)方式上和快門式是一樣的,其不同的是被動接收所以也被稱為屬于被動式3D技術(shù),輔助設(shè)備方面的成本較低,但對輸出設(shè)備的要求較高,所以非常適合商業(yè)影院等需要眾多觀眾的場所使用。不閃式就是利用此原理。
掃描儀是一種捕獲影像的裝置,作為一種光機(jī)電一體化的電腦外設(shè)產(chǎn)品,掃描儀是繼鼠標(biāo)和鍵盤之后的第三大計算機(jī)輸入設(shè)備,它可將影像轉(zhuǎn)換為計算機(jī)可以顯示、編輯、存儲和輸出的數(shù)字格式,是功能很強(qiáng)的一種輸入設(shè)備。利用光感器件,將檢測到的光信號轉(zhuǎn)換成電信號,再將電信號通過模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,傳輸?shù)接嬎銠C(jī)就中。
完成光電轉(zhuǎn)換的部件是感光器件,它是掃描儀的核心,其光電轉(zhuǎn)換特性,如光譜相應(yīng)、光的穩(wěn)定性、靈敏度、噪聲等,對圖像信息傳遞很重要。轉(zhuǎn)換器,將連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字量,主要任務(wù)是將獲取的模擬電壓轉(zhuǎn)換成代表顏色或灰度值的數(shù)字。主要性能指標(biāo)有轉(zhuǎn)換精度、轉(zhuǎn)換時間、輸入電阻等。掃描儀主板一塊集成芯片為主,其作用是控制各部件協(xié)調(diào)一致地動作,如步進(jìn)電機(jī)地移動等。主要職能是完成圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、向計算機(jī)傳送數(shù)字信息等??刂茠呙鑳x地整個協(xié)調(diào)配合及對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理地整個工作。
輻射計,又稱“放射計”,是一種測量電磁輻射的輻射通量的裝置。“放射計”這一術(shù)語有時特指紅外輻射檢測計,但也可指檢測其它各種波長的電磁輻射的檢測計。較常見的輻射計是克魯克斯輻射計,它是一個內(nèi)有轉(zhuǎn)子(帶有顏色深淺不同的葉片)的處在在半真空中的早期模型,在受到光照時葉片會轉(zhuǎn)動。
測量垂直太陽表面(視角約0.5°)的輻射和太陽周圍很窄的環(huán)形天空的散射輻射稱為太陽直接輻射。太陽直接輻射是用太陽直接輻射表(簡稱直接輻射表或直射表)測量。當(dāng)太陽直輻射量超過120W/m2時和日照時數(shù)記錄儀連接,也可直接測量日照時數(shù)。此輻射表可廣泛應(yīng)用于太陽能利用、氣象、農(nóng)業(yè)、建筑材料及生態(tài)考察部門。輻射計的主要性能特性包括光譜特性、余弦特性和非線性等。
偏振相機(jī)是機(jī)器視覺行業(yè)的一個突破。具有三個偏振狀態(tài)加一個未濾波的通道,可提供多個偏振狀態(tài)的數(shù)據(jù)差值,同時可用于高速、實時檢測的雙折射,壓力、表面粗糙度、膜厚度、和其他物理性質(zhì)不能探測到與傳統(tǒng)成像在工業(yè)環(huán)境。 線掃描偏振照相機(jī)檢測傳統(tǒng)成像未見的雙折射,應(yīng)力,表面粗糙度和物理性能。適合玻璃檢測、FPD、晶圓檢測、電子產(chǎn)品檢測、材料分級、食物分揀、醫(yī)學(xué)成像,一般機(jī)器視覺等應(yīng)用。