【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料物理学、光学领域，尤其涉及一种远程材料鉴别技术。
技术介绍
1、不同材料能形成不同的光的反射界面，这一界面性质会导致反射光的两个分电场产生特性化差异，但通常难以定量检测。对材料进行鉴别通常需要进行物理性能测试或化学滴定，操作繁琐且损耗材料。本专利技术将两个分电场的差异性转变为偏振角度的差异性，从而利用红外偏振光和偏振片来完成对不同材料的远程鉴别。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于红外偏振光的远程材料鉴别方法，以期能通过定量描述每种材料反射光的偏振角度的方式，差异化描述每种材料的光学特性，从而实现鉴别材料。
2、本专利技术为了实现上述目的，采用如下技术方案：
3、一种基于红外偏振光的远程材料鉴别方法，包括以下六个步骤：
4、步骤1.1：构建材料偏振角数据库，即各种材料的偏振角数据，包含每种材料及其对应的偏振角度；
5、步骤1.2：使用红外光发射装置照射需鉴别的材料；
6、步骤1.3：使用光学模块探测发射出的红外光经过该材料的反射回的光的强度值，记为s0；
7、步骤1.4：偏振化处理发射出的红外光经过该材料的反射回的光，得到偏振特征强度值s0’；
8、步骤1.5：使用公式计算得到材料偏振角α；
9、步骤1.6：将步骤1.5所述的材料偏振角α与步骤1.1所述的材料偏振角数据库进行材料匹配，完成材料鉴别。
10、进一步地，所述的构建偏振角数据库包括以
11、步骤2.1：使用红外光发射装置照射一种材料；
12、步骤2.2：使用光学模块探测发射出的红外光经过该材料的反射回的光的强度值，得到光强度值s0；
13、步骤2.3：偏振化处理发射出的红外光经过该材料的反射回的光，得到偏振特征强度值s0’；
14、步骤2.4：使用公式计算得到材料偏振角α；
15、步骤2.5：将该材料的种类与该材料的偏振角α对应地保存至数据库中，此时该数据库中存在一种材料及其对应的偏振角；
16、步骤2.6：更换若干种材料，对于每种材料，重复执行步骤2.1至步骤2.5，得到材料偏振角数据库，此时数据库中包含多种材料，并与每种材料的偏振角一一对应。
17、进一步地，所述的红外光发射装置能够发射出光强度值不同的红外线偏振光，即能够调节发射出的红外偏振光的光强度值，从而能够发射多种强度值的红外偏振光。
18、进一步地，所述的光学模块能够检测出光强度值s0，该光学模块可以是任意一个使用光电检测技术将光强转换为数字信号的模块。
19、等效地，所述的光学模块亦可通过检测出反射光的电场强度e，从而使用光强随电场的变化公式计算出光强度值s0。
20、进一步地，所述的偏振化处理包括硬件偏振化处理和软件偏振化处理两种方式。
21、进一步地，所述的硬件偏振化处理包括以下步骤：
22、步骤6.1：在光学模块前方加入线偏振片，使得步骤反射光透射线偏振片，并且保持线偏振片的角度始终不变；
23、步骤6.2：再次使用光学模块检测透过偏振片的反射光，得到偏振特征强度值s0’。
24、进一步地，所述的软件偏振化处理包括以下步骤：
25、步骤7.1：构建s0、s1、s2、s3、s0’、s1’、s2’、s3’八个参数，使用线偏振片公式(1)将s0’、s1’、s2’、s3’与s0、s1、s2、s3连接，并固定偏振角θ；
26、，
27、是线偏振片对光束进行变换的穆勒矩阵，要求得s0’，需已知s0、s1、s2的值，由于光学模块能够探测光强度值s0，因此在探测前需要提前解出s1、s2的值；
28、步骤7.2：解出s1、s2的值，先使用红外光发射装置照射材料，再使用光学模块探测发射出的红外光经过该材料的反射回的光的强度值，得到光强度值s0，最后使用硬件偏振化处理得到偏振特征强度值s0’；
29、步骤7.3：更改红外光发射装置发射出的红外光的强度值s0，再次执行步骤7.2，共得到两组s0’，带入线偏振片公式，由于偏振角θ已固定，因此存在两个方程和两个未知数，此时能够联立这两个方程，从而解出s1和s2；
30、步骤7.4：经过以上三步预处理后，可以直接使用软件偏振化处理光强度值，将光学模块探测的光强度值s0和解出s1和s2的值带入线偏振片公式计算出偏振特征强度值s0’。
31、优选的，所述的材料匹配包括精准匹配和最似然匹配两种方法；
32、所述的精准匹配是指，在计算出材料的偏振角后，对照材料偏振角数据库，寻找与该材料偏振角α相等的材料偏振角，从而鉴别出对应的材料；
33、所述的最似然匹配是指，在计算出材料的偏振角后，在材料偏振角数据库中寻找与计算得到的材料偏振角α最接近的材料偏振角，即计算得到的材料偏振角α与数据库中的所有α差值最小的α，从而鉴别出对应的材料。
34、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
35、仅需要简单的光路即可实现对材料的鉴别，即不会损耗原材料，又简便易操作，并且大大突破了鉴别材料的距离显示，实现了远程材料鉴别。
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1.一种基于红外偏振光的远程材料鉴别方法，其特征在于，包括以下六个步骤：
2.根据权利要求1所述的基于红外偏振光的远程材料鉴别方法，其特征在于，所述的构建偏振角数据库进一步包括以下六个步骤：
3.根据权利要求1所述的基于红外偏振光的远程材料鉴别方法，其特征在于，所述的红外光发射装置能够发射出光强度值不同的红外线偏振光。
4.根据权利要求1所述的基于红外偏振光的远程材料鉴别方法，其特征在于，所述的光学模块能够检测出光强度值S0，或检测出光电场E，从而使用公式计算出光强度值S0。
5.根据权利要求1所述的基于红外偏振光的远程材料鉴别方法，其特征在于，所述的偏振化处理包括硬件偏振化处理和软件偏振化处理两种方式。
6.根据权利要求5所述的基于红外偏振光的远程材料鉴别方法，其特征在于，所述的硬件偏振化处理包括以下步骤：
7.根据权利要求5所述的基于红外偏振光的远程材料鉴别方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的基于红外偏振光的远程材料鉴别方法，其特征在于，所述的材料匹配包括精准匹配和最似然匹配两种方法；
...【技术特征摘要】
1.一种基于红外偏振光的远程材料鉴别方法，其特征在于，包括以下六个步骤：
2.根据权利要求1所述的基于红外偏振光的远程材料鉴别方法，其特征在于，所述的构建偏振角数据库进一步包括以下六个步骤：
3.根据权利要求1所述的基于红外偏振光的远程材料鉴别方法，其特征在于，所述的红外光发射装置能够发射出光强度值不同的红外线偏振光。
4.根据权利要求1所述的基于红外偏振光的远程材料鉴别方法，其特征在于，所述的光学模块能够检测出光强度值s0，或检测出光电场e，从而使用公式计...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖迅漫，王闯，季浩富，李连江，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：发明
国别省市：
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