编者按:这是一篇由布雷特·潘塔隆(Brett Pantalone)撰写的客座文章，他是北卡罗来纳州立大学电气与计算机工程系的研究生迈克尔Kudenov他是本系的助理教授。
这两张詹姆斯·b·亨特图书馆的照片(一张在上，一张在下)使用了伪彩色技术来揭示光的偏振特性。
与颜色或亮度一样，极化是光的内在特性。光波的偏振角描述其电场的取向。虽然人眼对极化不敏感，但许多动物 - 包括昆虫，蝙蝠和鱼类 - 可以看到它并使用它来定位食物，导航，并可能甚至沟通。例如，墨鱼可以改变其皮肤的偏振模式以隐藏自己或信号其他动物。
尽管人们不能直接看到两极分化，但它出现在数量惊人的人类活动中。偏振角的测量，或称偏振法，在许多工业和科学环境中是有用的。例如，许多药物含有一种以上化学形式的天然化合物，称为同分异构体。有时，错误的形式是无效的，甚至是有害的，如果它找到了它的方式成为一种药物。然而，不同的同分异构体通常可以通过它们使穿过它们的光偏振光的方式来识别。偏振法可以用来测量不同异构体的相对量，在许多工业和制药过程中提供质量控制。
反射光的偏振也可以揭示关于反射表面的线索。例如，天气雷达回波的偏振状态可用于估计雨滴的尺寸。由闪亮的金属或玻璃表面极化的光可以帮助军队检测隐藏在伪装下的车辆和设备。
作为偏振学课程的一部分迈克尔Escuti和迈克尔·克赖夫在NC州，学生被指示使用现成的数码相机和偏光滤波器构建简单的偏振仪。这里的图像采用了佳能EOS反叛XSI数字SLR拍摄的。滤波器仅通过具有匹配滤波器的方向的极化的光。要制作每张照片，用0,45和90度以0,45和90度为导向的过滤器进行三个快照。每个快照表示由具有单个偏振角的光波形成的图像。
虽然习惯了三脚架拍摄快照，但是对相机的一点开始是不可避免的。要减少由摄像机之间的移动引起的错误，请调用软件程序虹膜用来精确排列三幅图像。对齐后的图像被加载到MATLAB中，MATLAB是一种通常用于图像处理的数字工具。利用每个图像之间的亮度变化来估计每个像素的实际偏振角。最后，利用不同的颜色表示不同的偏振角度，生成复合图像。
结果显示了极化的几个方面。第一张图片(在这篇文章的顶部)显示了图书馆的东北角，太阳从左边进来。天空呈现出深紫红色，这表明来自那个方向的光具有大约30度的主导偏振。然而，从窗户反射回来的光呈现出深绿色，表明近90度的垂直偏振。前景中五颜六色的“幽灵”是在三张过滤过的快照中出现在不同地方的行人;由于三分之二的过滤数据在图像中的特定位置丢失，它们就会出现虚假的极化信号。最终，这些特征是“错误的”，因为它们是由三张快照之间场景的运动引起的，而不是由实际的极化引起的。值得一提的是，目前，库德诺夫和Brendan O'Connor.开发新的紧凑型极化传感器，以克服这一局限性。
与此同时，第二种图像（插图）从西北部取出，阳光高开销，在图书馆后面。由于大气如何散布阳光，阳光方向的极化较差;因此，图像的该区域出现为中性灰色（没有颜色意味着没有主导极化）。在太阳的右侧，偏振角接近45度（红色）和向左，该角度趋向于135度（蓝色）。实际上，极化连续地变化，从0到360度，因为以这种方式旋转它。这种极化“模式”在整个日子里随着阳光进行了进展，即使在不能直接看到太阳的情况下，也是可以使用许多昆虫的导航（例如，当它被云层遮挡时）。
偏振测量是一个活跃的研究领域，应用范围从农业到天文学。不久的将来，农民们可以通过分析植物叶片反射的光的偏振来了解作物的健康状况。
但是，偏振测量的一些最发人深省的应用来自宇宙学领域，在宇宙学领域，关于大爆炸后事件的理论正在通过对宇宙第一束光的偏振测量进行测试，而通过对偏振光的分析，对太阳系外行星的探测正变得更好。与此同时，其他研究人员和应用包括量化气溶胶大小分布，以改进全球变暖的估计和预估，改进极化仪器和应用，以及研究在高速成像场景中测量极化的新方法。
- 类别:
