Measurement of light polarization characteristics from an oil-polluted soil surface in near-infrared bands

Oil pollution can be monitored by infrared remote sensing technology. In this work, the degree of po-larization (DOP) was established as a quantitative index of oil pollution. The crude oil and the local typical surface soil from the Songyuan oil field in Jilin province were collected. Some soil samples with four levels of oil content and three levels of water content were prepared and measured. The DOP of the polluted soil and the clean soil in the field was also measured at 180° relative viewing azimuth a...     

Experimental study on spectral responses of offshore oil slick

Using the seawater taken from Liaodong Bay and crude oil taken from Liaohe Oilfield, a laboratory experiment was designed to study the change of reflectance spectrum of artificial offshore oil slick with its thickness and to identify the spectrum ranges suitable for quantifying the thickness of the oil slick. During the experiment, crude oil was continuously dropped into the seawater to generate artificial oil slick with different thicknesses. After every drop of crude oil was added, reflectance spectrum of the oil slick was measured with a high resolution spectroradiometer （ASD FieldSpec Pro FR）. The influence of oil slick thickness on its reflectance spectrum was explored through statistical analysis. The results show that the reflectance of oil slick changes marginally with oil slick thickness and higher than that of seawater in infrared band from 1150 to 2500 nm. This spectrum range can be practically used to distinguish oil slick from seawater. In the spectrum range from 400 to 1150 nm, the reflectance of oil slick decreases with its thickness. The negative power function is the best-fit function expressing the relationship between the reflectance and thickness. The spectral characteristics of oil slick are very distinct at 550 and 645 nm. They are the best wavelengths for monitoring the existence of offshore oil slick and estimating its thickness.     

基于反射特性的玉米苗期光谱与农药污染程度关系研究

由于田间大量除草农药的使用,玉米在苗期会受到农药的胁迫.为简单地利用光谱特性反映玉米受污染的程度,为遥感检测玉米生长状况提供依据,以不同污染程度的玉米苗反射光谱为对象,研究了苗期玉米受到污染后的反射光谱特性;同时也对玉米苗反射光谱中的偏振信息进行了测量和分析.结果表明:随着受污染程度的增加,玉米苗的光谱反射比也增加;而计算得到的线偏振度随污染程度的增加而减小,且2种指标与污染程度分别成正相关与负相关,所得到的回归模型的R2分别为0.878 2,0.885 7.在以后研究过程中,可以把现有的非偏振测量方法和偏振测量结合起来,对遥感反演玉米受污染程度有很大的帮助.     

Ce:KNSBN晶体正交偏振写入光两波耦合特性

研究了Ce:KNSBN晶体在正交偏振光记录条件下体光栅的两波耦合特性.实验测量了两波耦合增益系数随泵浦光偏振方向与入射面夹角φ的变化规律,当夹角φ等于20°或160°时,光栅具有最大耦合增益系数.给出了增益系数随夹角φ变化规律的数值计算结果.数值计算结果与实验测量结果较好地吻合.     

应用水色卫星对海水油及COD的遥感探测

应用水色卫星（ＳｅａＷｉＦＳ,１９９７年由美国发射）近海监测海水ＣＯＤ及油污染状况及其分布,在广东珠江口、大亚湾等近海海域,进行了水体波谱测试与分析,建立了与水色卫星相应波段的ＣＯＤ及油的质量浓度信息提取模型,并用此模型处理了１９９８年６月３０日过境的水色卫星图像,得到了珠江口、大亚湾近岸水域ＣＯＤ及油分布的专题图     

NaCl溶液在磁场作用后的物理特性变化

采用波长连续可调线偏振光透射光谱技术研究了在0.17T静磁场作用下NaCl溶液的光学特性的改变,同时利用接触角测量仪测量了经不同强度磁场处理20min后的NaCl溶液在硒化锌表面的接触角.实验研究发现,未经磁场处理过的样品和经过磁场处理的样品相比,它们的透射率及接触角呈现明显差异;入射光的偏振方向不同,同一样品的透射率也不同,入射光为P偏振情况下样品的透过率要大于入射光为S偏振情况下的透射率;同一磁场作用下,不同浓度的NaCl溶液的透射率差异明显;不同磁场强度下,磁场越强,NaCl溶液的接触角越小,说明溶液内部分子结构状态发生了变化.本文利用磁场与物质的作用特点简明地解释了经过磁场处理后NaCl溶液的透射光谱和接触角所发生的这些变化.     

空气隙型格兰泰勒棱镜斜面减反射膜的设计

为了提高空气隙型格兰泰勒棱镜的透射率,改善其使用性能,针对空气隙型格兰泰勒棱镜出射偏振光的特点,利用合适的光学薄膜材料,借助于薄膜设计软件,设计了棱镜斜面增透膜,633nm处单面的剩余反射率由3．365662％降低到0．000009％,并且在579-686nm范围内剩余反射率均小于0．009％．采用Al2O3做过渡层,既增加了薄膜和晶体的附着性能又使目标波长处的光谱更加平坦．讨论了入射角度和薄膜的光学厚度对剩余反射率的影响;薄膜的厚度误差控制在±8％以内,剩余反射率小于0．05％     

椭圆极化电磁波在界面的极化分析

运用波的极化概念,将入射的椭圆极化电磁波分解为互相正交的2个直线极化波,利用边界条件的匹配分别讨论它们与界面的作用结果,再进行合成;并就椭圆极化电磁波在界面垂直入射,以布儒斯特角入射及在界面发生全反射时的极化规律进行了分析.     

各向异性人工材料的电磁波吸收特性

利用传输矩阵法研究了含各向异性人工材料的一维结构的电磁波吸收特性,分析了入射波频率、极化方向、入射角以及材料厚度对电磁波吸收率的影响.结果表明,电磁波垂直入射到单层各向异性人工材料中,尽管s波和p波的吸收率极大值出现在不同的频率,但两种波的吸收率随层厚增大的变化规律一致.斜入射时,不管入射角如何变化,s波和p波的吸收率都随着层厚的增大而趋于定值,该极限值由入射角决定.改变入射波频率,当某一频率对应磁导率张量的矩阵元的实部为负值,对应极化波的吸收率随层厚的增大而趋于定值;当磁导率张量的矩阵元的实部为正值,对应极化波的吸收率随层厚的增大而振荡,且峰值出现在层厚为λ/2的整数倍时.含各向异性人工材料的三层结构的吸收率优于单层结构.以上结论可为使用各向异性人工材料制作电磁波吸收器提供理论支持.     

基于双面金属包覆波导的磁流体折射率研究

基于厚度达到毫米量级的双面金属包覆波导,采用波长为785nm的激光入射到该波导金属耦合层上,激发波导中的超高阶导模,在波导正上方放置固定磁钢。在穿过波导中心的平行磁场作用下,选择合适的三个连续的导膜角,测定液体膜的折射率,得到磁流体折射率与磁感应强度大小的关系。     

Cr:KNSBN光折变晶体的非线性特性

实验利用非同时读出的方法,采用两波耦合实验装置,研究了e偏振光写入情况下,Cr:KNSBN光折变晶体两波耦合写入体光栅的衍射效率与响应时间随写入光各参数的变化关系,并对实验结果进行了理论模拟.结果表明,当写入光夹角在10°~25°范围内时,衍射效率达20%以上;在写入光总光强为0.04 W/cm2,写入光光强比为0.33,两束光夹角为12°时,响应时间为5.3 s.     

一维带限Weierstrass分形粗糙海面电磁后向散射的微扰法研究

运用微扰法研究了平面电磁波入射随机粗糙海面的后向散射问题,结合一维带限Weier-strass分形粗糙海面的功率谱,导出了一维带限Weierstrass分形粗糙海面后向散射截面的数学表达式,进一步得出了不同极化状态下后向散射系数的计算公式。通过数值计算得到了两种情形下后向散射系数随入射角的变化曲线,讨论了粗糙面高度起伏均方根、分维、空间基频、标度区间、海水温度、入射波频率对后向散射系数的影响。得到了一维带限Weierstrass分形粗糙海面后向散射系数的基本特征、分形特征、随频率变化特征。     

涠洲岛海域重金属质量状况及评价

本研究拟分析评价广西涠洲岛海域海水和表层沉积物中的重金属(铜、铅、锌、镉、铬、汞)污染情况,为该海域环境保护和可持续发展提供科学依据。实验于2018年12月和2019年6月采集涠洲岛海域8个站位水质和7个表层沉积物样品,利用原子吸收光谱和DMA-80型直接测汞仪测定重金属含量,分析评价水质和表层沉积物受重金属污染程度。结果表明,调查海域海水重金属平均含量均未超过海水水质一类标准限值,夏季部分站位Pb和Zn含量超标,海水中的重金属污染程度为PbZnHgCuCdCr;表层沉积物重金属综合污染程度和潜在生态风险均较低,重金属污染指数大小为CdCrZnCuPb=Hg,重金属对海洋生态系统潜在危害的影响程度为CdHgCrPbCuZn,该海域沉积物中主要潜在生态风险因子为Cd和Hg。总体来说,涠洲岛海域重金属污染属于低污染水平。     

夹层微波透波窗传输系数在布儒斯特角上的波动

在研究夹层微波透波窗传输系数随角度的变化时,发现在某一较大角度上传输系数发生一定的波动。采用经典电磁场理论对该现象进行分析,认为产生这种波动是透波材料损耗在布儒斯特角上使平行极化分量反射波相位１８０°突变而为。     

近零介电常数区超导界面的古斯-汉欣位移

对相同的结构,构造材料的光学特性不同,古斯-汉欣(Goos-H?nchen,GH)位移也会不同。在近零介电常数区,对介质-超导界面上反射光的GH位移进行了理论研究。结果表明,GH位移与超导材料介电常数为零时的波长(定义为阈值波长)相关。当入射光波长小于阈值波长时,不同偏振态的入射光的GH位移随入射角和介质折射率的变化规律基本相同。当入射光波长大于阈值波长,对s波,GH位移为正值,而对p波,GH位移为负值。当以阈值波长入射,除了在以接近0°的小角度入射时,GH位移基本保持为某一常数,不随入射角的改变而变化。零折射率材料在光子学领域具有广泛的应用,计算结果为基于超导材料的新型光子学器件研究开发提供了参考。     

鄂尔多斯盆地长7致密油储层二氧化碳驱油实验

鄂尔多斯盆地长7致密油储层具有致密和低压的特征,采用常规注水开发存在采收率低的问题,从而制约了致密油的开发效果。针对鄂尔多斯盆地长7致密油储层注水开发采收率低的问题,基于CO_2驱油细管实验、原油流变性测试实验、CO_2浸泡岩心实验以及岩心驱替实验,并结合润湿接触角测试方法和核磁共振成像技术,研究了长7致密油储层CO_2驱油的增产机理。研究结果表明:长7致密油最小混相压力为23.9 MPa,在长7致密油储层CO_2驱过程中,注采井间CO_2非混相驱占主导,在注入井附近局部区域可能出现混相驱;在地层温度压力(75℃,18 MPa)条件下,未溶解CO_2原油的黏度为8.87 mPa·s,溶解CO_2的原油黏度为7.99 mPa·s,其黏度降低幅度为9.9%;CO_2水溶液浸泡24 h后,长7致密砂岩的润湿接触角从66.1°降低到54.0°,亲水性增强;水驱致密砂岩岩心的驱油效率为47.2%,CO_2的驱油效率为71.5%,较水驱提高驱油效率24.3%,且致密砂岩渗透率越高CO_2驱油效果越好。实验证明CO_2驱可以显著提高长7致密油储层的驱油效率,是长7致密油高效开发的重要技术。     

双色线性激光场中电子与氦原子的散射研究

应用玻恩近似理论,在一种特殊的散射模式(双色线性激光场的极化方向在电子的入射方向和出射方向所确定的平面内,并且极化方向与电子的入射方向有ψ0=38°的夹角)下,利用静电屏蔽的Yukawa势,计算了双色线性激光场中氦原子被电子散射的微分散射截面。从计算结果中可以看出,光子能量、激光强度以及交换光子数的不同对微分散射截面的变化趋势都有较大影响。     

Thermal detection of surface plasmons on gold nanohole arrays

We used a thin-film thermocouple to detect the thermal effect of surface plasmons excited in Au nanohole array structures.We found that the thermal electromotive force of Au film with periodic nanohole structures is three times greater than that of a bare Au film for 785-nm laser excitation at a given power.This effect is caused by the resonant excitation of localized surface plas- mons in the nanoholes.In addition,we found that the thermal electromotive force(EMF)of the Au film with dumbbell-like na- nohole arrays depends strongly on the incident polarization.The thermal EMF is the greatest when the excitation light is polarized perpendicular to the long axis of the dumbbell.     

提高反射型偏振器反射比的理论分析

用反射法产生偏振光是获取偏振光的方法之一,但反射比比较低.从介质膜的能量反射比R出发,探讨了在各向同性介质表面镀介质膜时,反射光为偏振光的条件.并通过分析表明：选择合适的介质膜材料,可以使反射比大大提高,从而优化反射型偏振器.     

冕流的白光偏振

研究了日冕白光冕流的偏振特性，包含：典型冕流的偏振度随日心距增大的变化；冕流白光高度在同一日心距处沿日面位置角的分布；不同日面纬度处冕流的偏振器；冕流中偏振亮度分布的不均匀性。