“同平台双偏振仪器”的研究有望升我国大气气溶胶立体探测技术水平

气溶胶是以固体或液体为分散质(又称分散相)和气体为分散介质所形成的溶胶。它具有胶体性质，如：对光线有散射作用、电泳、布朗运动等特性。大气中的固体和液体微粒作布朗运动，不因重力而沉降，可悬浮在大气中长达数月、数年之久。气溶胶由于粒子的来源和成因不同，其化学组成有很大的区别，不同来源的颗粒物，其组分相差很大。如来自地表层或由海水溅沫生成的大颗粒往往含有大量的Fe、Al、Si、Mg、Ti和Ca等元素。

日前，安徽光学精密机械研究所洪津研究员课题组针对同平台双偏振仪器(POSP和SIPC)航空飞行实验研究方面取得新进展。POSP是一种扫描积分式的偏振辐射计，与搭载在同一平台上的同时偏振相机(SIPC)进行数据相关性分析，建立POSP和SIPC的系统辐射测量模型，验证了同平台双偏振仪器在航飞实验中的交叉定标模型的准确性。

该项目研究成果有望提升我国大气气溶胶立体探测技术水平，对提升气溶胶在大气中的分布状态及其微物理特性研究等方面具有重要的意义。

偏振是指横波的振动矢量(垂直于波的传播方向)偏于某些方向的现象。纵波不发生偏振。振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志。光波电矢量振动的空间分布对于光的传播方向失去对称性的现象叫做光的偏振。只有横波才能产生偏振现象，故光的偏振是光的波动性的又一例证。

偏振光分类

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光的偏振同一平面内，这种光称为线偏振光(或平面偏振光)。你可以通过一个实验想象这是一种什么景象：你把一根绳子的一头拴在邻居院子里的树上，另一头拿在你手里。再假定绳子是从篱笆的两根竹子的正当中穿过去的。如果你现在拿绳子上下振动，绳子产生的波就会从两根竹子之间通过，并从你的手传到那棵树上。这时，那座篱笆对你的波来说是"透明的"。但是，要是你让绳子左右波动，绳子就会撞在两根竹子上，波就不会通过篱笆了，这时这座篱笆就相当于一个起偏振器件。

部分偏振光，光波包含一切可能方向的横振动，但不同方向上的振幅不等，在两个互相垂直的方向上振幅具有最 大值和最小值，这种光称为部分偏振光。自然光和部分偏振光实际上是由许多振动方向不同的线偏振光组成。

偏振光应用

偏光式3D技术普遍用于商业影院和其它高端应用，它是偏振光的典型应用。在技术方式上和快门式是一样的，其不同的是被动接收所以也被称为属于被动式3D技术，辅助设备方面的成本较低，但对输出设备的要求较高，所以非常适合商业影院等需要众多观众的场所使用。不闪式就是利用此原理。

扫描仪是一种捕获影像的装置，作为一种光机电一体化的电脑外设产品，扫描仪是继鼠标和键盘之后的第三大计算机输入设备，它可将影像转换为计算机可以显示、编辑、存储和输出的数字格式，是功能很强的一种输入设备。利用光感器件，将检测到的光信号转换成电信号，再将电信号通过模拟/数字(A/D)转换器转化为数字信号，传输到计算机就中。

完成光电转换的部件是感光器件，它是扫描仪的核心，其光电转换特性，如光谱相应、光的稳定性、灵敏度、噪声等，对图像信息传递很重要。转换器，将连续变化的模拟量转换成离散的数字量，主要任务是将获取的模拟电压转换成代表颜色或灰度值的数字。主要性能指标有转换精度、转换时间、输入电阻等。扫描仪主板一块集成芯片为主，其作用是控制各部件协调一致地动作，如步进电机地移动等。主要职能是完成图像数据转换、向计算机传送数字信息等。控制扫描仪地整个协调配合及对数据进行处理地整个工作。

辐射计，又称“放射计”，是一种测量电磁辐射的辐射通量的装置。“放射计”这一术语有时特指红外辐射检测计，但也可指检测其它各种波长的电磁辐射的检测计。较常见的辐射计是克鲁克斯辐射计，它是一个内有转子(带有颜色深浅不同的叶片)的处在在半真空中的早期模型，在受到光照时叶片会转动。

测量垂直太阳表面(视角约0.5°)的辐射和太阳周围很窄的环形天空的散射辐射称为太阳直接辐射。太阳直接辐射是用太阳直接辐射表(简称直接辐射表或直射表)测量。当太阳直辐射量超过120W/m2时和日照时数记录仪连接，也可直接测量日照时数。此辐射表可广泛应用于太阳能利用、气象、农业、建筑材料及生态考察部门。辐射计的主要性能特性包括光谱特性、余弦特性和非线性等。

偏振相机是机器视觉行业的一个突破。具有三个偏振状态加一个未滤波的通道，可提供多个偏振状态的数据差值，同时可用于高速、实时检测的双折射,压力、表面粗糙度、膜厚度、和其他物理性质不能探测到与传统成像在工业环境。 线扫描偏振照相机检测传统成像未见的双折射，应力，表面粗糙度和物理性能。适合玻璃检测、FPD、晶圆检测、电子产品检测、材料分级、食物分拣、医学成像，一般机器视觉等应用。

新闻来源：中国科学院安徽光学精密机械研究所