SU862096A2 - Optical polarization device for probing atmosphere - Google Patents

Optical polarization device for probing atmosphere Download PDF

Info

Publication number
SU862096A2
SU862096A2 SU802864238A SU2864238A SU862096A2 SU 862096 A2 SU862096 A2 SU 862096A2 SU 802864238 A SU802864238 A SU 802864238A SU 2864238 A SU2864238 A SU 2864238A SU 862096 A2 SU862096 A2 SU 862096A2
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
analyzer
splitter
determined
radiation
polarized
Prior art date
Application number
SU802864238A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Степанович Балин
Бруно Валентинович Кауль
Николай Васильевич Козлов
Игнатий Викторович Самохвалов
Original Assignee
Институт Оптики Атмосферы Томского Филиала Сибирского Отделения Ан Ссср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Оптики Атмосферы Томского Филиала Сибирского Отделения Ан Ссср filed Critical Институт Оптики Атмосферы Томского Филиала Сибирского Отделения Ан Ссср
Priority to SU802864238A priority Critical patent/SU862096A2/en
Application granted granted Critical
Publication of SU862096A2 publication Critical patent/SU862096A2/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

(54) ОПТИЧЕСКСЕ ПОЛЯРИЗАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗОНДИРОВАНИЯ АТМОСФЕРЫ(54) OPTICAL POLARIZATION DEVICE FOR SENSING ATMOSPHERE

Claims (1)

Изобретение относитс  к метеорологии и атмосферной оптике, касаетс  измерени  оптических и микрофизических характеристик атмосферного аэрозол , может быть использовано дл  контрол  уровн  загр зненности атмосферы, а также распознавани  кристаллических и градоопасньк облаков и  вл етс  усовершенствованием изобретени  по авт. св. № 73141О. В основном авт. св. Jvfe 731410 описано устройство, содержащее источник пол ризоващого излучени  и приемную сие тему, состо щую из оптического телескопа и последовательно установленных поворотной четвертьволновой фазовой Ш1астннк пол ризацис ного расщепител -анализатора И двух фотодетекторов, св занных с блоком регистрации 1X1 Поворот фазовсЛ пласгинки обеспечивает возможность фиксации ее оси наибольшего пропускани  в вертикальной или горизситальнсй плоскост х перп«1ДИкул рно оптической оси приемного телескопа и под углом 45 к этому расположению. При использовании этого устройства в атмосферу посьшаетс  пол ризованное излучение , описываемое вектором-столбцом CTOKCB PQ, QO Uoi KO и измерени ми при двух положени х фазовой пластинки определ ютс  параметры Стокса З ,(1,U | рассе нного в на11равлении назад излучени . При этом непосредственному измерению подлежат параметры , QL , V , а параметр О рассчитываетс  из известных соотношений и 1с X dycosa (1) V uaxOtvS Таким образом, по измеренному параметру V из (2) определ етс  фазовый угол j-, а затем по формуле (1) рассчитываетс  параметр U . С этим параметром св зан угол поворота плоскости пол ризации, по которому н суд т о преимущественном направлении ориентации несферических частиц. Реализованные в устройстве соогношени  (1), (2) строго применкмь топьKb дл  полностью пол$фиаованного излучени . При наличии в ансамбле рассеивающих частиц некоторой разупор дочности в рассе нном излучении будет .присутствовать депол ризованна  компо нента, котфа  при использовании соотношений (1,2) приведет к тому, что угол поворота плоскости пол ризации будет определен с ошибкой, тем большей, чем больше степень разупор дочности частиц. Цель изобретени  - повьшение точности изменений, Это достигаетс  тем, что в устройств расщепитель-анализатор установлен с воз можностью поворота относительно оптиче ской оси прием 1ого телескопа. Угловое n ложение относительно оси приемного телескопа при этом огредел етс  фиксированным положением четвертьволновой фазовой пластинки. Это позвол ет произвести измерение в отличном от первоначального пол ризованном .базисе, так чт третий параметр Стокса U определ етс  из непосредственно измер емых величин. Тем самым устран етс  методическа  по грешность в огфеделении угла повфота плоскости преимущественной пол ризации и, следовательно, увеличиваетс  точность определени  направлени  преимущественно ориентации частиц. Другими, словами, предлагаемое устройство позвол ет произвести дополнител ную операцию, в результате котфой увеличиваютс  инффмативность и точность измфеИ, На чертеже представлена структурна  электрическа  схема оптического пол ризованного устройства дл  зондировани  атмосферы. Р дом с источником пол ризованного излучени  расположен приемный телескоп 2с углом пол  зрени , целиком охватывающим весь световой пучок, направленный в атмосферу. Непосредственно за ф кальной плоскостью приемного телескопа расположена поворотна  фазова  пластинка 3, за которой установлен поворотный аоп5физованный расщепитель-анализатф 4, имеющий линейные размеры, гфевьоиающие диаметр падающего на них светового пучка, На выходе пол ризованного рас щепител -анализатора на пути разделенны световых пучков установлены фотодетекторы 5 и 6, оптически св занные с расщепителем-анализатором . 4, а электричес ки - с блсжом регистрации 7. Устройство работает следующим офазом . От источника излучени  1 в атмосферу посылаетс  пол ризованное излучение. Рассе нное в обратном направлении излучение поступает на приемный телескоп 2 и Далее на фазовую пластинку 3 и расщепитель-анализатор 4, Пол ризованный расщепитель-анализатор раздел ет световой поток на два луча со взаимно ортогональными компонентами и направл ет их на фотодетекторы 5 и 6, где оптические сигналы преобразуютс  в электрические и фиксируютс  в блоке регистрации 7,В начальный момент времени в блоке регистрации 7 фиксируютс  сигналы, ксзгда азимут оси наибольшей скорости фазовой пластинки составл ет 90, и расщепитель-анализатф согласован с плоскостью пол ризации источника излучени . Из этого измерени  определ етс  второй компонент вектора Стокса рассе нного излучени . Во втсрой момент времени при TOMI же положении расщепител -анализатора и ориентации фазовой пластинки под азимутальным улуглом 45 вновь производитс  зондирование, и по зарегистрированным в блоке 7 сигналам определ ют четвертьй компонент вектора Стокса, При последующем зондировании расщепитель-анализатсф поворачивают вокруг оптической оси на 45° и вновь фиксируют отравленные сигналы в блоке 7 и определ ют значение третьего компонента вектора Стокса U , который определ етс  как разность нормированных интенсивностей двух пучков с взаимно ортогональными пол ризаци ми, измеренных при одновременном повороте фазовой пластинки и расщепител -анализатора на 45® относительно первоначального положени . Формула изобретени  i Оптическое пол ризационное устройство дл  заддировани  атмосферы по авт, ев, № 73141О, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений пространственной фиентации частиц , в нем расщепитель-анализатор установлен с возможностью поворота относительно оптической оси приемного телескопа . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР Х 731410, кл.а01Х1и 1/00, 1978 (прототип).The invention relates to meteorology and atmospheric optics, relates to the measurement of the optical and microphysical characteristics of atmospheric aerosol, can be used to control the level of pollution of the atmosphere, as well as to recognize crystalline and city-explosion clouds and is an improvement of the invention by the author. St. No. 73141О. Basically auth. St. Jvfe 731410 describes a device containing a source of polarizing radiation and a receiving topic, consisting of an optical telescope and sequentially installed rotatable quarter-wave phase polarization polarizer splitter analyzer AND two photodetectors associated with the 1X1 recording unit. the highest transmittance axis in the vertical or horizontal planes of the perpendicular 1D the optical axis of the receiving telescope and at an angle of 45 to this location. When using this device, polarized radiation described by the CTOKCB PQ, QO Uoi KO column vector and the measurements at two positions of the phase plate are determined to be determined by the Stokes parameters 3, (1, U | scattered by radiation backtracking. The parameters, QL, V are directly measured, and the parameter O is calculated from the known relations and 1c X dycosa (1) V uaxOtvS Thus, the measured angle V is determined from (2) by the measured parameter V, and then by formula (1) parameter U is calculated. With this parameter the angle of rotation of the polarization plane, which determines the predominant direction of orientation of non-spherical particles. Implemented in the coupling device (1), (2) strictly apply the swath to fully polarized radiation. In the presence of an array of scattering particles of some disorder scattered radiation will cause the depolarized component to be present; if you use relations (1.2), the cotta will cause the angle of rotation of the polarization plane to be determined with an error; the greater the degree dochnosti disordered particles. The purpose of the invention is to increase the accuracy of changes. This is achieved by the fact that in devices the splitter-analyzer is installed with the possibility of rotation relative to the optical axis, the reception of the 1st telescope. The angular positioning relative to the axis of the receiving telescope in this case is limited by the fixed position of the quarter-wave phase plate. This allows a measurement to be made in a different basis than the original polarized basis, so that the third Stokes parameter U is determined from the directly measured values. This eliminates the methodological error in defining the angle of the photo of the plane of preferential polarization and, consequently, increases the accuracy of determining the direction of predominantly the orientation of the particles. In other words, the proposed device allows for an additional operation, as a result of which the inffmatism and accuracy of measurements are increased. The drawing shows a structural electrical diagram of an optical polarized device for sounding the atmosphere. Next to the polarized radiation source, the receiving telescope 2 is located with a field angle that covers the entire light beam directed into the atmosphere. Immediately behind the focal plane of the receiving telescope there is a rotary phase plate 3, behind which there is a rotary aop5fizirovanny splitter-analyzer 4, having linear dimensions, with the diameter of the incident beam on them, photodetectors are installed at the exit of the polarized splitter analyzer. 5 and 6, optically coupled to the splitter analyzer. 4, and the electric system - with registration number 7. The device works as follows. From the radiation source 1, polarized radiation is sent to the atmosphere. The back-scattered radiation enters the receiving telescope 2 and then to the phase plate 3 and the splitter-analyzer 4, the polarized splitter-analyzer splits the luminous flux into two beams with mutually orthogonal components and directs them to the photodetectors 5 and 6, where optical signals are converted into electrical signals and recorded in the recording unit 7; signals are recorded in the initial moment of time in the detection unit 7; the azimuth axis of the maximum velocity of the phase plate is 90; and the splitter-analyzer The lamp is matched to the polarization plane of the radiation source. From this measurement, the second component of the Stokes vector of scattered radiation is determined. At the second time point, at TOMI, the same position of the splitter-analyzer and orientation of the phase plate under azimuth tube 45, sounding is again performed, and the fourth component of the Stokes vector is determined using signals recorded in block 7. During subsequent sounding, the splitter-analyzer is rotated around the optical axis by 45 ° and again the poisoned signals are fixed in block 7 and the value of the third component of the Stokes vector U is determined, which is determined as the difference of the normalized intensities of the two beams with the mutual o orthogonal polarizations, measured while simultaneously rotating the phase plate and the splitter analyzer 45® relative to the initial position. Claims i An optical polarization device for atmospheric adduction according to avtsev, no. 73141O, characterized in that, in order to improve the accuracy of measurements of the spatial fientation of particles, the analyzer splitter is installed with the possibility of rotation relative to the optical axis of the receiving telescope. Sources of information taken into account in the examination of 1, USSR Author's Certificate X 731410, class 01011 and 1/00, 1978 (prototype). // ГТИ-ДGTI-D IdZZrIdzzr
SU802864238A 1980-01-04 1980-01-04 Optical polarization device for probing atmosphere SU862096A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802864238A SU862096A2 (en) 1980-01-04 1980-01-04 Optical polarization device for probing atmosphere

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802864238A SU862096A2 (en) 1980-01-04 1980-01-04 Optical polarization device for probing atmosphere

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU731410 Addition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU862096A2 true SU862096A2 (en) 1981-09-07

Family

ID=20869908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802864238A SU862096A2 (en) 1980-01-04 1980-01-04 Optical polarization device for probing atmosphere

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU862096A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU186572U1 (en) * 2018-10-01 2019-01-24 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук (ИОА СО РАН) TWO-WAVE POLARIZATION LIDAR

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU186572U1 (en) * 2018-10-01 2019-01-24 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук (ИОА СО РАН) TWO-WAVE POLARIZATION LIDAR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4682024A (en) Laser radiation warning sensor utilizing polarization
EP0396409A3 (en) High resolution ellipsometric apparatus
JPS5483854A (en) Measuring device
CA1302700C (en) Method and apparatus for optical distance measurement
JP3300998B2 (en) 3D coordinate measuring device
SU862096A2 (en) Optical polarization device for probing atmosphere
US4171910A (en) Retroreflectance measurement system
JPS5483853A (en) Measuring device
JP3567949B2 (en) Laser radar device
Orrall A complete Stokes vector polarimeter
SU731410A1 (en) Optical polarization device for sounding atmosphere
EP0081651B1 (en) Three-axis angle sensor
JPH11101739A (en) Ellipsometry apparatus
SU1727105A1 (en) Autocollimation device
JPH0783828A (en) Variable-angle absolute reflectance measuring instrument
JP3096795B2 (en) Tracking ranging system
JPS62178208A (en) Optical chopper device
SU1067449A1 (en) Two-dimensional signal spatial spectrum coherent optical analyzer
JPH04138339A (en) Thin-film measuring apparatus
SU1422208A1 (en) Autocollimation angle-measuring device
JPH11304923A (en) Laser visibility meter
JPS63145929A (en) Infrared temperature measuring apparatus
SU823273A1 (en) Optical electronic gage
JP3309537B2 (en) Fourier transform spectrophotometer
SU1281952A1 (en) Device for measuring lens spectral transmittance factor