Phân Tích Tính Chất Quang Học Của Vật Liệu Anisotropic Và Môi Trường Đục

Luận án tiến sĩ nghiên cứu characterization on effective optical parameters of anisotropic materials and turbid media using, phát triển phương pháp mới, đánh giá hiệu quả ứng dụng

Trường đại học

National Cheng Kung University

Chuyên ngành

Mechanical Engineering

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

dissertation

2012

193
1
0

Phí lưu trữ

45 Point

Mục lục chi tiết

Acknowledgments

1. CHAPTER 1: Introduction

1.1. Linear birefringence and linear dichroism properties

1.2. Circular birefringence and Circular dichroism properties

1.3. Linear/circular depolarization properties

1.4. Purposes Of Study

2. CHAPTER 2: Birefringent, dichroic and depolarized materials

2.1. Linear birefringent materials

2.2. Linear dichroic materials

2.3. Circular birefringent materials

2.4. Circular dichroic materials

2.5. Linear / Circular depolarized materials

3. CHAPTER 3: Methodology

3.1. Stokes Vector and Mueller Matrix Terminology

3.2. Depolarizing Mueller matrix of scattering media

3.3. Mueller Matrices of LB, CB, LD, CD and depolarization

3.4. Analytical technique for extracting six effective optical parameters

3.5. Analytical technique for extracting nine effective optical parameters of turbid media

4. CHAPTER 4: Analytical simulations and error analysis

4.1. Sensitivity analysis of proposed analytical model

4.2. Resolution of extracted parameter values for samples with low LB, LD, CB and CD properties

4.3. Influence of the order of retarder and diattenuator

4.3.1. Influence of the order of [Ma], [Mr] and [Mn]

4.3.2. Influence of the order of retarder and diattenuator

5. CHAPTER 5: Demonstration with the other research group

5.1. The proposed study method

5.2. Polar decomposition method (Lu and Chipman)

5.3. The differential Mueller matrix method

5.4. The pseudopolar decomposition method

6. CHAPTER 6: Experimental Setup

6.1. Measurement of six parameters (LB/CB and LD/CD)

6.2. Measurement of nine parameters (LB/CB, LD/CD and depolarization)

6.3. Modify the optical system with optical fiber as lead-in/out media

7. CHAPTER 7: Experimental results

7.1. Experimental results of six parameters (LB/CB and LD/CD)

7.1.1. Quarter-wave plate (LB Only)

7.1.2. Half-wave plate and de-ionized water containing D-glucose (CB only)

7.2. Experimental results of nine parameters (LB/CB, LD/CD and depolarization)

7.2.1. Baked polarizer as a sample (LB and LD properties)

7.2.2. Suspended particles with containing D-glucose (CB, L-Dep and C-Dep properties)

7.2.3. Variation of D-glucose concentration

7.2.4. Calibration in distance between sample and detector

7.2.5. Depolarizer as a sample (L-Dep and C-Dep properties)

7.2.6. Composite sample comprising of a depolarizer and a quarter-wave plate (LB, L-Dep and C-Dep properties)

7.3. Design of polarization-insensitive optical fiber probe based on effective Optical Data

7.4. Construction of free-space condition using polarization controller with variable retarder and half-wave plate

7.4.1. Principle of free-space media construction using variable retarder and half-wave plate

7.4.2. Experimental verification of GA optimization procedure

7.4.3. Construction of free-space condition using polarization controller with two quarter-wave plates and one half-wave plate

7.4.4. Measurement of LB and LD sample parameters using common-path interferometer with polarization-insensitive fiber probe

8. CHAPTER 8: Conclusions and Discussions

8.1. Conclusions and Discussions

References

List of Figures

List of Tables

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Phân Tích Vật Liệu Anisotropic Bằng Polarimeter

Phân tích tính chất quang học của vật liệu anisotropic và môi trường đục là một lĩnh vực quan trọng trong nhiều ngành khoa học và kỹ thuật. Các vật liệu anisotropic, với tính chất quang học thay đổi theo hướng, đóng vai trò then chốt trong các ứng dụng như màn hình tinh thể lỏng, thiết bị quang tử và cảm biến sinh học. Môi trường đục, chẳng hạn như mô sinh học, gây ra tán xạ ánh sáng mạnh, làm phức tạp việc phân tích tính chất quang học. Polarimeter Stokes là một công cụ mạnh mẽ để đo lường và phân tích sự thay đổi trạng thái phân cực của ánh sáng khi nó tương tác với vật liệu, cung cấp thông tin chi tiết về birefringence, dichroismdepolarization. Phương pháp này đặc biệt hữu ích trong việc nghiên cứu các mẫu phức tạp, nơi các kỹ thuật khác gặp khó khăn. Nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển và ứng dụng các kỹ thuật polarimetry tiên tiến để đặc trưng hóa các tính chất quang học của vật liệu anisotropic và môi trường đục.

1.1. Ứng Dụng Của Polarimeter Stokes Trong Nghiên Cứu Vật Liệu

Polarimeter Stokes được sử dụng rộng rãi để đặc trưng hóa các tính chất quang học của vật liệu, bao gồm cả birefringence, dichroismdepolarization. Trong nghiên cứu vật liệu anisotropic, polarimeter Stokes cho phép xác định các trục quang học và độ lớn của birefringence. Đối với môi trường đục, polarimeter Stokes có thể đo lường mức độ depolarization và tán xạ ánh sáng, cung cấp thông tin về cấu trúc vi mô của môi trường. Các ứng dụng bao gồm kiểm tra chất lượng vật liệu, phân tích thành phần và giám sát quá trình sản xuất. Polarimetry cũng đóng vai trò quan trọng trong các ứng dụng y sinh, chẳng hạn như chẩn đoán hình ảnh và theo dõi điều trị.

1.2. Giới Hạn Của Các Phương Pháp Phân Tích Truyền Thống

Các phương pháp phân tích tính chất quang học truyền thống thường gặp khó khăn khi xử lý các mẫu phức tạp, chẳng hạn như vật liệu anisotropic có độ birefringence cao hoặc môi trường đục có tán xạ ánh sáng mạnh. Các kỹ thuật như ellipsometryinterferometry có thể bị hạn chế bởi độ nhạy và độ chính xác khi đo lường các mẫu có depolarization đáng kể. Ngoài ra, việc phân tích các mẫu không đồng nhất hoặc có cấu trúc phức tạp đòi hỏi các phương pháp đo lường và xử lý dữ liệu tiên tiến hơn. Polarimeter Stokes cung cấp một giải pháp thay thế mạnh mẽ, cho phép đo lường đầy đủ các tính chất phân cực của ánh sáng và phân tích các mẫu phức tạp một cách hiệu quả.

II. Thách Thức Trong Phân Tích Vật Liệu Anisotropic Và Môi Trường

Việc phân tích tính chất quang học của vật liệu anisotropic và môi trường đục đặt ra nhiều thách thức đáng kể. Vật liệu anisotropictính chất quang học thay đổi theo hướng, đòi hỏi các phương pháp đo lường và phân tích có khả năng xác định chính xác các trục quang học và độ lớn của birefringence. Môi trường đục gây ra tán xạ ánh sáng mạnh, làm giảm độ tương phản và độ phân giải của hình ảnh, đồng thời làm phức tạp việc phân tích tính chất phân cực. Ngoài ra, các mẫu thực tế thường có cả birefringence, dichroismdepolarization, đòi hỏi các phương pháp phân tích có khả năng phân tách và định lượng các tính chất này một cách chính xác. Việc phát triển các kỹ thuật polarimetry tiên tiến để vượt qua những thách thức này là rất quan trọng để mở rộng ứng dụng của polarimetry trong nhiều lĩnh vực.

2.1. Ảnh Hưởng Của Tán Xạ Ánh Sáng Trong Môi Trường Đục

Tán xạ ánh sáng là một hiện tượng phổ biến trong môi trường đục, gây ra sự thay đổi hướng và phân cực của ánh sáng khi nó truyền qua môi trường. Tán xạ ánh sáng làm giảm độ tương phản và độ phân giải của hình ảnh, đồng thời làm phức tạp việc phân tích tính chất phân cực. Mức độ tán xạ ánh sáng phụ thuộc vào kích thước, hình dạng và nồng độ của các hạt tán xạ trong môi trường. Các phương pháp polarimetry tiên tiến cần phải có khả năng giảm thiểu ảnh hưởng của tán xạ ánh sáng để đảm bảo độ chính xác của các phép đo. Các kỹ thuật như time-resolved polarimetrycoherence-gated polarimetry có thể được sử dụng để loại bỏ ánh sáng tán xạ và cải thiện độ tương phản của hình ảnh.

2.2. Phân Tách Birefringence Dichroism Và Depolarization

Trong nhiều mẫu thực tế, birefringence, dichroismdepolarization có thể cùng tồn tại, làm phức tạp việc phân tích tính chất quang học. Birefringence gây ra sự thay đổi trạng thái phân cực của ánh sáng do sự khác biệt về chiết suất theo các hướng khác nhau. Dichroism gây ra sự hấp thụ ánh sáng khác nhau theo các hướng khác nhau. Depolarization gây ra sự giảm độ phân cực của ánh sáng do tán xạ hoặc các hiệu ứng khác. Các phương pháp polarimetry tiên tiến cần phải có khả năng phân tách và định lượng các tính chất này một cách chính xác để cung cấp thông tin đầy đủ về cấu trúc và thành phần của mẫu. Các kỹ thuật như Mueller matrix polarimetryStokes polarimetry có thể được sử dụng để phân tích đầy đủ các tính chất phân cực của ánh sáng và phân tách các hiệu ứng birefringence, dichroismdepolarization.

III. Phương Pháp Polarimeter Stokes Giải Quyết Bài Toán Anisotropic

Polarimeter Stokes là một công cụ mạnh mẽ để đo lường và phân tích sự thay đổi trạng thái phân cực của ánh sáng khi nó tương tác với vật liệu. Polarimeter Stokes đo bốn tham số Stokes, mô tả đầy đủ trạng thái phân cực của ánh sáng. Từ các tham số Stokes, có thể tính toán các tham số quang học quan trọng của vật liệu, bao gồm birefringence, dichroismdepolarization. Polarimeter Stokes có thể được sử dụng để phân tích cả vật liệu anisotropic và môi trường đục, cung cấp thông tin chi tiết về cấu trúc và thành phần của chúng. Phương pháp này đặc biệt hữu ích trong việc nghiên cứu các mẫu phức tạp, nơi các kỹ thuật khác gặp khó khăn. Nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển và ứng dụng các kỹ thuật polarimetry tiên tiến để đặc trưng hóa các tính chất quang học của vật liệu anisotropic và môi trường đục.

3.1. Đo Lường Các Tham Số Stokes Để Phân Tích Vật Liệu

Các tham số Stokes là một tập hợp bốn số mô tả đầy đủ trạng thái phân cực của ánh sáng. Tham số S0 biểu thị tổng cường độ ánh sáng, S1 biểu thị sự khác biệt giữa cường độ ánh sáng phân cực tuyến tính theo hướng ngang và hướng dọc, S2 biểu thị sự khác biệt giữa cường độ ánh sáng phân cực tuyến tính theo hướng +45 độ và -45 độ, và S3 biểu thị sự khác biệt giữa cường độ ánh sáng phân cực tròn phải và phân cực tròn trái. Polarimeter Stokes đo các tham số Stokes bằng cách sử dụng một loạt các bộ phân cực và bộ trễ. Từ các tham số Stokes đo được, có thể tính toán các tham số quang học quan trọng của vật liệu, bao gồm birefringence, dichroismdepolarization.

3.2. Phân Tích Ma Trận Mueller Từ Dữ Liệu Polarimeter Stokes

Ma trận Mueller là một ma trận 4x4 mô tả sự thay đổi trạng thái phân cực của ánh sáng khi nó tương tác với một vật liệu. Ma trận Mueller có thể được tính toán từ các tham số Stokes đo được bằng polarimeter Stokes. Ma trận Mueller cung cấp thông tin đầy đủ về các tính chất quang học của vật liệu, bao gồm birefringence, dichroismdepolarization. Phân tích ma trận Mueller cho phép xác định các trục quang học, độ lớn của birefringence, độ hấp thụ dichroic và mức độ depolarization. Các phương pháp phân tích ma trận Mueller tiên tiến có thể được sử dụng để phân tách và định lượng các tính chất này một cách chính xác.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Đo Tính Chất Quang Học Mẫu Sinh Học

Một ứng dụng quan trọng của polarimeter Stokes là trong việc đo lường tính chất quang học của các mẫu sinh học. Mô sinh học thường là môi trường đục và anisotropic, gây ra tán xạ ánh sáng mạnh và birefringence. Polarimeter Stokes có thể được sử dụng để đo lường các tính chất phân cực của ánh sáng khi nó truyền qua mô, cung cấp thông tin về cấu trúc vi mô và thành phần của mô. Các ứng dụng bao gồm chẩn đoán hình ảnh, theo dõi điều trị và nghiên cứu sinh học. Ví dụ, polarimetry có thể được sử dụng để phát hiện các thay đổi trong cấu trúc collagen của mô, có thể là dấu hiệu của bệnh ung thư hoặc các bệnh khác. Nghiên cứu này trình bày các kết quả thực nghiệm về việc đo lường tính chất quang học của các mẫu sinh học khác nhau bằng polarimeter Stokes.

4.1. Phân Tích Birefringence Trong Mô Để Chẩn Đoán Bệnh

Birefringence là một tính chất quang học quan trọng của mô, phản ánh sự sắp xếp có trật tự của các thành phần cấu trúc như collagen và sợi cơ. Các thay đổi trong birefringence của mô có thể là dấu hiệu của bệnh tật. Ví dụ, sự gia tăng birefringence trong mô vú có thể là dấu hiệu của ung thư vú. Polarimeter Stokes có thể được sử dụng để đo lường birefringence của mô một cách định lượng, cung cấp thông tin hữu ích cho chẩn đoán bệnh. Các kỹ thuật polarimetry tiên tiến có thể được sử dụng để tạo ra hình ảnh birefringence có độ phân giải cao, cho phép phát hiện các thay đổi nhỏ trong cấu trúc mô.

4.2. Theo Dõi Thay Đổi Tính Chất Quang Học Trong Quá Trình Điều Trị

Polarimeter Stokes có thể được sử dụng để theo dõi các thay đổi trong tính chất quang học của mô trong quá trình điều trị. Ví dụ, trong quá trình xạ trị ung thư, polarimetry có thể được sử dụng để theo dõi sự thay đổi trong cấu trúc collagen của mô, có thể là dấu hiệu của đáp ứng điều trị. Polarimeter Stokes cũng có thể được sử dụng để theo dõi sự thay đổi trong lưu lượng máu và oxy hóa mô trong quá trình điều trị. Các phép đo polarimetry có thể cung cấp thông tin thời gian thực về hiệu quả của điều trị, cho phép điều chỉnh kế hoạch điều trị để tối ưu hóa kết quả.

V. Kết Luận Tiềm Năng Phát Triển Của Polarimeter Stokes

Nghiên cứu này đã trình bày một tổng quan về các ứng dụng của polarimeter Stokes trong việc phân tích tính chất quang học của vật liệu anisotropic và môi trường đục. Polarimeter Stokes là một công cụ mạnh mẽ để đo lường và phân tích sự thay đổi trạng thái phân cực của ánh sáng, cung cấp thông tin chi tiết về cấu trúc và thành phần của vật liệu. Các kỹ thuật polarimetry tiên tiến có thể được sử dụng để phân tách và định lượng các tính chất quang học quan trọng, bao gồm birefringence, dichroismdepolarization. Các ứng dụng của polarimeter Stokes rất đa dạng, bao gồm kiểm tra chất lượng vật liệu, phân tích thành phần, giám sát quá trình sản xuất và chẩn đoán hình ảnh y sinh. Nghiên cứu này kết luận rằng polarimeter Stokes có tiềm năng phát triển lớn trong nhiều lĩnh vực khoa học và kỹ thuật.

5.1. Hướng Nghiên Cứu Mới Về Polarimetry Độ Phân Giải Cao

Một hướng nghiên cứu quan trọng trong lĩnh vực polarimetry là phát triển các kỹ thuật polarimetry độ phân giải cao. Các kỹ thuật này cho phép tạo ra hình ảnh phân cực có độ phân giải không gian và thời gian cao, cung cấp thông tin chi tiết về cấu trúc vi mô và động lực học của vật liệu. Các ứng dụng bao gồm nghiên cứu cấu trúc tế bào, theo dõi quá trình phát triển phôi và giám sát các phản ứng hóa học. Các kỹ thuật polarimetry độ phân giải cao đòi hỏi các nguồn sáng có độ phân cực cao, các bộ phân cực và bộ trễ có độ chính xác cao và các thuật toán xử lý dữ liệu tiên tiến.

5.2. Tích Hợp Polarimeter Stokes Với Các Kỹ Thuật Hình Ảnh Khác

Một hướng nghiên cứu khác là tích hợp polarimeter Stokes với các kỹ thuật hình ảnh khác, chẳng hạn như microscopytomography. Sự tích hợp này cho phép thu thập thông tin phân cực cùng với thông tin cấu trúc và chức năng, cung cấp một cái nhìn toàn diện về vật liệu. Ví dụ, polarimetry có thể được tích hợp với optical coherence tomography (OCT) để tạo ra hình ảnh OCT phân cực, cung cấp thông tin về birefringence của mô. Sự tích hợp polarimeter Stokes với các kỹ thuật hình ảnh khác có tiềm năng mở rộng ứng dụng của polarimetry trong nhiều lĩnh vực.

27/05/2025
Luận án tiến sĩ characterization on effective optical parameters of anisotropic materials and turbid media using stokes polarimeter

Trích đoạn nội dung tài liệu

Amk w WK we ph 42 FR 8 Dissertation for Doctor of Philosophy *‡c Si TET SIES y 3) oP 0 I ñ FR HG BRSl Characterization on effective optical parameters of anisotropic materials and turbid media using Stokes polarimeter ot 3% + : S4kKB Student: Pham, Thi-Thu-Hien 46 AHR: BRR ~~ Advisor: Lo, Yu-Lung National Cheng Kung University Department of Mechanical Engineering Tainan, Taiwan, R. May, 2012 PERE -A-+#AA BỊ ờ #z? Tỷ +3% â # ‡C #16 3:% AE SF th 34a i18 2 R * HG ERS i] Characterization on effective optical parameters of anisotropic materials and turbid media using Stokes polarimeter + : ft 34 ñ šà x 3X “@ #t 6 4 d 34⁄2 M HH eA šà % #34 A: BAY wy Characterization on effective optical parameters of anisotropic materials and turbid media using Stokes polarimeter Pham Thi Thu Hien National Cheng Kung University Department of Mechanical Engineering, Tainan, Taiwan, R. Abstract A decoupled analytical technique based on the Mueller matrix method and the Stokes parameters is proposed for extracting nine effective parameters in linear birefringence (LB), linear dichroism (LD), circular birefrinegence (CB), and circular dichroism (CD), linear depolarization (L-Dep), and circular depolarization (C-Dep) properties of turbid media. In contrast to existing analytical models, the nine effective parameters are extracted in a totally decoupled manner.

It is noted that the recent related studies did not show enough nine parameters of characteristics of bio-sample. The error and resolution analysis of the proposed approach is demonstrated by extracting the effective parameters of optical samples with varying degrees of linear / circular birefringence, linear / circular dichroism, and linear / circular depolarization given an assumption of errors ranging from +0.005 in the values of the output Stokes parameters. The results confirm the ability of the proposed method to yield full-range measurements of all the effective optical parameters. The validity of the proposed measurement method in testing different samples is proved.

Also, the experimental results have showed that the CB property of two types polystyrene microspheres with containing D-glucose and de-ionized water with containing D-glucose is affected by the distance between the samples and detector. The decoupled nature of the analytical model yields several important advantages, including an improved accuracy and the ability to extract the parameters of optical samples with only linear birefringence, circular birefringence, linear dichroism, circular dichroism or depolarization property without using compensation technique or pretreatment. Moreover, by decoupling the extraction process, the “multiple solutions” problem inherent in previous models presented by the current group is avoided. As authors’ knowledge, this methodology could be the most comprehensive algorithm in extracting all nine effective parameters in decoupling in turbid media.

When using an optical fiber probe to measure the properties of anisotropic optical materials, some form of polarization controller is required to compensate for the inherent birefringence and diattenuation properties of the fiber. The experimental settings of the optical components within the polarization controller are generally determined on a trial-and-error basis; resulting in a lengthy experimentation process. Accordingly, in the present study, a method is proposed for calculating in advance the precise controller settings required to guarantee the formation of a free-space condition. In the proposed approach, the effective optical parameters of the optical fiber are determined using this analytical method, and the optimal settings of the polarization controller are then determined using a genetic algorithm.

It is shown that the proposed approach enables a free-space condition to be achieved for the common polarization controller. The practical applicability of the proposed approach is demonstrated by remotely and absolutely measuring the linear birefringence and linear diattenuation properties of a quarter-wave plate and a polarizer, respectively. Keyword: Anisotropic optical materials; Turbid media; Mueller matrix; Stokes vector; Metrology; Polarimetry; Bio-tissue. Il *+c 18 TK H 3 3È 5 ñg 3:4 b8 7ì SH BS Re iA Se AK B AUK AAA RRL BA SaR C APH FH AR — FB IS tr FEES) BR # ‡C LARLY Da BT RAR RR} ` Ñ bú BR EAR aT St + BR PEAR mg 8Ä 34 > HEE RAT HT > HEE IR © RE TE ABBE 16 th EVE HE OY AUDA © FERRE TAFE 69 22718 5 › Hd 2 2 RY 2 3 ABSA 8# th › 1ã 1Ÿ 33+ BO eALERTS t 3Ý ¿424 LM AB oR 2 3/2 +} MAF f8 89 ZU AS © AR235th 81 IK PT 5B th 8f th 2 I5] SR E/E #è 3ƒ Ht PA BRR MEL Fe PE AE 6 3X 3à 89 7E St bị EA + 3ý f4 HT tị OY BIG TL EMRE SE] šy+0.005 2k 2-3ƒ HR Z Đi 8# tí AR ° & à Z6 3438 tị n9 AKRAM 3S? 2-šL§k Š + 2 RSA RH SAA EAA GAA E] 4 3k &3ấ 9 EE › T 5a 4 RRA 4-24 D A ä) dã 8 & đệ ƒ Zk#u1š OD fa) Sy lề 69246 54 2 TZ Hỗ GSR 88 oY CBE ñ Š lá 2 64 {5 Al 3S lá] SEAR AY 3Ÿ ° PRED RAL ANA 4 3ƒ ý EROS LIKES BRERA MH 12 RUE RAT AT + BREE fJ RR > EVE Sẽ 3ƒ AT > He PEE fñJ RR 3 2 1 EE 5 HE Baa AY BR it AR & đã th FA BT TAR ED oo dU2} › #22 869184? A + OED ARG) Rl #8 #- BAT AZ ATI thị 9 47H CRHe MEA A? RED ARIAS 7ì ñ HOARY 2 3⁄5] §6 £ HR RIL IR LIK ° FL 3838 ‡† 5 ñAI HGS 3E 5 f1 3i EG › ấy & H Aim aa) BS %5 d8 TẾ 2 đổi AS HAT HAR RE ñ › mi ARTE Te) 8 69 3 #8 OE 33 2E HET TK 9 7 Bà 18 Il EP RRA MACH)? AIP ' km — sy Bie el 8 ?4 RA RRR #| á dì 2 hel ie pa AT A EM SRAM BFA RARER Tỷ Mg RIE Hl] BS 89 tá {E434 ! x 3 9 Se ch Oo AK 4E 2) E 30 Tố RAE ị SE #| dị 2 RHR AR iš th SA) 2> — jš h BORE a 4| }+ 5 Đụ 4e 16 3Š RE SR BEA & dt 9 du 2 ik ERB - BASES): Beye LB att» RESY + Fe» PICA RIA Tế IÁ © # 3 #8 BR ° IV Acknowledgments There is always not enough space when it comes to thank all the people with whom I spent considerable time together.

Although sometimes it was a little tough, I had wonderful time during my graduate studies at National Cheng Kung University and I am deeply indebted to many people. Firstly, I would like to express my gratitude to my academic advisor Prof. Lo, Yu-Lung for his unlimited support, guidance and encouragement during my graduate study at National Cheng Kung University, enabling the completion of this dissertation. It has been a great pleasure and honor to be one of his students.

This study would not have been possible without his supervision and support. I would like to thank the Department of Mechanical Engineering at NCKU, especially those members of my committee for their valuable suggestions and discussions. I am indebted to many of my labmates who supported and helped me a lot in my researching as well as difficulties in this study. I am grateful to my roommates and my friends in NCKU who share weal and woe in the lonely life in a foreign country.

Finally, I would like to give my special thanks to my beloved parents, my husband, my younger brother, and my younger sister for their endless love, understanding and encourage through the duration of my study as well as the life away from home. Table of Contents ASÍTAAC. 0G cọc HT HT 0000.5000 00000090096 00 | TP SCA GHI TT 0 00. 0000000000008 Il Table of COTIẨf€TIES.

0 0000906090604000010896 80 VỊ List Of FIgures .0800040 XI List Of “TT AÌDÌ€S .0 0910400000900966090 000 XVII Chapter 1 Introduction .2 The recent relative researches CIY)ỆINAỌẠỌẠIỌỊIỘIỤIỘaẠDạđai 4 1.1 Linear birefringence and linear dichroism properties .2 Circular birefringence and Circular dichroism properfIes.3 Linear/circular depolarization properties .3 Purposes Of S{UỈy. Ghi 18 Chapter 2 Birefringent, dichroic and depolarized materials .1 Linear birefringent Imaf€T1aÌS.2 Linear dichroic TTAf€TIAÌS.3 Circular birefringent materials. - -- 5 «+1 xxx ng ngư 29 2.4 Circular dichroic Imaf€T1ÌS.-- «6 2s 101911930 931 111v ng ng 31 VI 2.5 Linear / Circular depolarized mat€T1aÌS. -- 5 + + * *++sk+seeeseeeeess 33 Chapter 3 Metho(OÏOĐ.

-- <5 5 5 sọ TT TH.1 Stokes Vector and Mueller Matrix TerminoÌOØV.2 Depolarizing Mueller matrix of scattering Media .3 Mueller Matrices of LB, CB, LD, CD and depolarization.4 Analytical technique for extracting six effective optical parameters of bu 09401401) 1i55 1 20077.5 Analytical technique for extracting nine effective optical parameters of turbid ðï. ddddẨVỶ'Ỷ'rdầẦŸˆỲỸỶỲỸŨẦDẦDẦDỒỮỮ. 47 Chapter 4 Analytical simulations and error aInaÌSÌS. c6 5+ 931291209911 nh ng gàng 63 4.2 Sensitivity analysis of proposed analytical model .3 Resolution of extracted parameter values for samples with low LB, LD, CB and CD properties.

cece óc E113 E1 HH HH 70 4.4 Influence of the order of retarder and diattenuator .1 Influence of the order of [Ma], [Mr] and [Mn].2 Influence of the order of retarder and điattenuafOT. - --«‹-««++ 81 Chapter 5 Demonstration with the other research ør0upD.1 The proposed study method .-- SG 1111211911 9111 11101 21 nh ray 88 5.2 Polar decomposition method (Lu and Chipman) .3 The differential Mueller matrix method.4 The pseudopolar decomposition method.-- ---- «+ «+ ++*£++eeeseseeess 99 Chapter 6 Experimental Setup .1 Measurement of six parameters (LB/CB and LD/CT).2 Measurement of nine parameters (LB/CB, LD/CD and depolarization) .3 Modify the optical system with optical fiber as lead-in/out media. 107 Chapter 7 Experimental results .1 Experimental results of six parameters (LB/CB and LD/CD) .1 Quarter-wave plate (LB OnlÏY).2 Half-wave plate and de-ionized water containing D-glucose (CB only)113 7.1 Half-wave plate (CB property OHÏÿ).2 De-ionized water containing D-glucose (CB property only) .-- -- c1 TH HH ng 116 7.6 Composite sample comprising quarter-wave plate, half-wave plate and polarizer (LB, CB and LD properties) .1 Aligned principal axis of quarter-wave plate, half-wave plate and DOLAHIZED .2 Non-aligned principal axis of quarter-wave plate, half-wave plate VIH 1/18/5111 000886 .2 Experimental results of nine parameters (LB/CB, LD/CD and depolarization) 7.1 Baked polarizer as a sample (LB and LD properties) .2 Suspended particles with containing D-glucose (CB, L-Dep and C-Dep PTOPETICS) eee eee eeeceeeneceseecetcecseecsaeesseecsseecsaecesaeesscecsaeersaeeeaeeeeeseaeeees 126 7.1 Variation of D-glucose CONCENHTATION .2 Calibration in distance between sample and defeC†OF.3 Depolarizer as a sample (L-Dep and C-Dep properties) .4 Composite sample comprising of a depolarizer and a quarter-wave plate (LB, L-Dep and C-Dep properfI€$).3 Design of polarization-insensitive optical fiber probe based on effective Optical DATATT€f€TS.- G56 0211230 1338939 119111931 1119 nh HH Hệ 135 7.1 Construction of free-space condition using polarization controller with variable retarder and half-wave pÏaf€.1 Principle offree-space media construction using variable retarder AN Nal f-Wave Plate 0 0707Ẽ7Ẽ085886eẺe.2 Experimental verification of GA optimization procedure .2 Construction of free-space condition using polarization controller with two quarter-wave plates and one half-wave pÏafe.3 Measurement of LB and LD sample parameters using common-path interferometer with polarization-insensitive fiber probe. 145 Ix Chapter 8 Conclusions and Discussions .1 Conclusions and DISCUSSIONS.

HH TH ng HH nh HH ng krờ 152 ]р̀TCIIC€S. Journal DA€TS. Conference DAD€TS. esceeneeeees 173 List of Figures Figure 1.1 Schematic illustration of Fasolka et al.

[46] and Goldner et al. [47, 48]: (a) Schematic of a polarization modulation (PM) polarimeter; (b) Schematic of the apparatus used in the WOTK.------xcsxc+ecseces 5 Figure 1.2 Schematic illustration of Campillo and Hsu [49]. Schematic illustration of Chenault and Chipman’s model [50-52].4 Schematic illustration of model of Huang and Knighton [6].5 Schematic illustration of model of Bueno and Artal [ŠŠ].6 Schematic illustration of model of Todorovic et al.7 Schematic illustration of Kuroda group [65].8 Schematic illustration of model of Prahl and his group [73].

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu có tiêu đề Phân Tích Tính Chất Quang Học Của Vật Liệu Anisotropic Và Môi Trường Đục Bằng Polarimeter Stokes cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách mà các vật liệu anisotropic và môi trường đục ảnh hưởng đến tính chất quang học. Bằng cách sử dụng polarimeter Stokes, nghiên cứu này không chỉ giúp xác định các đặc tính quang học mà còn mở ra hướng đi mới trong việc ứng dụng các vật liệu này trong công nghệ quang học hiện đại. Độc giả sẽ tìm thấy những thông tin quý giá về cách thức đo lường và phân tích, từ đó nâng cao hiểu biết về các hiện tượng quang học phức tạp.

Để mở rộng thêm kiến thức, bạn có thể tham khảo tài liệu Khóa luận tốt nghiệp vật lý lý thuyết hiện tượng nhiễm xạ fraunhofer qua khe hẹp thực hiện kiểm chứng, nơi bạn sẽ tìm thấy những phân tích chi tiết về hiện tượng nhiễm xạ, một khía cạnh quan trọng trong nghiên cứu quang học. Những tài liệu này sẽ giúp bạn có cái nhìn toàn diện hơn về các hiện tượng quang học và ứng dụng của chúng trong thực tiễn.