金属镜面双反射消偏研究.pdf

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1、第36卷第5期航天返回与遥感2015年10月SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING67金属镜面双反射消偏研究鲜于子安侯立周（北京空间机电研究所，北京100094）摘要金属镜面双反射消偏技术可以有效利用菲涅尔折反射定律，借助偏振补偿作用减少光辐射的偏振变化，有可能成为未来偏振探测中消除偏振的重要手段之一。文章针对双反射的消偏过程，进行光辐射偏振特性分析，探讨了装调误差对消偏性能的影响。计算输出光辐射偏振特征参量，对五种金属镜面材料在完全消偏和不完全消偏情况下的输出光辐射偏振特性进行了仿真分析，将这些材料的双反射消偏特性进行相互比较。研究结果表明：主折射率大于1的金属

2、材料与主折射率小于1的金属材料分别表现出两种不同的双反射偏振变化特性；五种考察金属材料中，银和铝比较适合作为双反射消偏装置的镜面镀膜材料。文章的研究结果可以为双反射消偏装置的研制提供依据，为偏振补偿的工程应用提供技术参考。关键词偏振探测消除偏振金属镜面空间遥感技术中图分类号:TH744文献标志码:A文章编号:1009-8518(2015)05-0067-09DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2015.05.009ResearchonEliminatingPolarizationCharacteristicofMetalReflectorsofDoubleReflec

3、tionXIANYUZi’anHOULizhou（BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China）AbstractDoublereflectioneliminatingpolarizationcanmakefulluseofthelawofFresnelreflection,sothatthechangeofpolarizationcanbereducedbypolarizedcompensation.Itmaybecomeoneoftheimportantmeasuresforfutureeliminati

4、onofpolarization.Weconductananalysisofdoublereflectioneliminatingpolari-zation.Thepolarizedcharacteristicsoflightisanalyzedandtheinfluenceonpolarizedeliminationofinstalla-tionerrorsisstudied.Thecharacteristicparametersofoutputlightarecalculated,andthenfivekindsofmetalaresimulatedandcontrasted.Ther

5、esultsshowthatthepolarizedcharacteristicofmetalswhosemainrefractiveindexisgreaterthan1aredifferentfromthoseofmetalswithrefractiveindexlessthan1.Silverandaluminumadaptableformirrorfacematerial.Theconclusionofthearticlecanproviderationalesandreferencefordevel-opmentofpolarizationcompensation.Keyword

6、spolarimetry;eliminatingpolarization;metalreflector;spaceremotesensingtechnology0引言保持光辐射偏振状态的稳定，对于很多以光为载体的空间光学遥感系统、空间光通信系统等都有重要的意义。例如，在偏振遥感探测中，经过光学系统后到达探测器件的光辐射偏振状态必须与进入光学收稿日期：2015-01-1668航天返回与遥感2015年第36卷系统之前的光辐射偏振状态一致，否则会得到物体错误的偏振信息；在相干光通信中，接收端输入信号的偏振状态必须与本振信号偏振状态相匹配，否则将会引入偏振噪声；在空间量子秘钥通信系统中，偏[1]振

7、状态变化引入的量子误码会直接影响秘钥分发系统的安全性。由于反射镜经常被用于光学遥感或光通信等系统，根据偏振光学原理，反射镜一般会改变光子反射前后的偏振状态。为了弥补这种偏振状态[2]的变化，通常的做法是在反射镜上镀多层偏振补偿的膜系结构。但对于需要在星上运行的膜系结构而言，很有可能遇到以下三个困难：1）复杂的膜系结构必须能够承受航天器发射和运行过程中的应力变化；2）膜系结构应当能够在长时间的空间辐照下保持性能稳定；3）在