汽车尾气排放非直观成像的研究
- 文献综述
1、引言
随着经济的发展，汽车的数量在飞速的增长。汽车排放的尾气会对人体以及环境产生很大的危害，为了控制汽车的尾气污染，所以需要采用合理的检测方法来制定尾气排放标准。目前汽车尾气的常见测量方法主要包括怠速法、双怠速法和简易工况法，另外还有车载尾气检测法和遥感监测法[1]。
偏振成像技术利用了物体根据其特性以独特的方式发射和散射光，这使我们能够区分具有相似反射率但具有不同偏振特征的物体。通过将光分解成独立的偏振分量，人们通常可以揭示遮挡的信息，例如成分，纹理和粗糙度。因此，偏振成像在很多领域被广泛使用。基于偏振调制解调的非直观显微成像技术不需要使用荧光、扫描探针等条件，只需要控制测量光束的参数，效率高，操作简单，重复性好，所以该技术可用于汽车尾气的检测中。
2、基于偏振测量的非直观成像的描述以及测量方法
非直观显微成像技术通过光束的参数变化，由这种变化来反演得到所测得的物质的非直观图像。光的偏振特征是一种能够表征物体本质特性的物理量，对于汽车尾气中的目标，在反射和辐射电磁波的过程中，都会产生由它们自身性质决定的偏振特征。因此，它为汽车尾气的检测提供了一种新的信息，对于提高检测的准确性和可靠性都有很高的利用价值。
物质的偏振特征是指光束被物质透射或者反射时偏振态的变化，常用Jones矢量、Stokes矢量和Muller矩阵表示。Muller矩阵为光学元件的传输矩阵，用于Stokes矢量的运算。1852年，G.G.Stokes[2]提出了部分偏振光可以由Stokes矢量表示，因为它携带了许多的信息，所以在成像偏振测量中常常用Stokes矢量来描述。我们使用符号，，和表示Stokes矢量的四个元素，用来描述偏振信息。所以测量这四个参数就可以反演出物质的信息，而这些参数都是可以直接或间接测量得到的。测量方法[3]大致可以分为三类：数据简化矩阵技术，基于傅立叶的技术和通道分光偏振仪。
a. 数据简化矩阵技术
测量Stokes矢量最直接的方法是通过取向为0°，45°，90°和135°的线性偏振分析仪以及通过左旋和右旋偏振分析仪测量四种线性偏振的强度，然后按照Stokes矢量的定义把这些元素组合起来。但是这种方法需要六次测量，比较麻烦。所以就有了数据简化矩阵技术的方法。基于这种方法设计的偏振仪通常由一组延迟器和偏振器组成，它们级联形成偏振态分析器。
