以随机电磁-双曲正弦-高斯(Sh G)光束作为典型的随机电磁光束,根据广义惠更斯-菲涅耳原理推导出随机电磁Sh G光束在大气湍流中的交叉谱密度矩阵元的解析表达式,用以研究随机电磁Sh G光束在大气湍流中的横向偏振度的变化。研究结果表明,随机电磁Sh G光束在大气湍流中传输时,横向偏振度的分布随位置的不同而不同,结构常数C2n越小,或Sh部分参数Ω0越大,或互相关空间相关长度σxy(σyx)越大,横向偏振度的分布变为双峰状、平顶状、单峰状的传输距离越长。

为了提高光电成像系统对目标的探测识别能力, 提出了一种彩色偏振成像的目标-背景对比度增强方法。基于菲涅耳原理, 分析了目标偏振度随入射光波长的变化规律; 采集不同偏振片旋转角度下的彩色偏振图像, 从中分离出红、绿、蓝三通道下的0°、45°、90°和135°偏振图像, 并分别计算各通道的偏振度图像, 将红、绿、蓝三通道偏振度图像合成为新的彩色偏振图像, 得到比彩色成像原图更加丰富的图像信息。搭建了彩色偏振成像实验系统, 将矢量角度距离和对比度计算作为两种客观评价指标, 开展了两组目标-背景的对比度观测实验。结果表明, 该彩色偏振成像方法将目标与背景的矢量角度平均距离增加了0.13, 对比度平均提高了0.11。

为了对激光等离子体偏振状态进行诊断，研究了X射线偏振度的测量方案及推算方法，利用两台晶体谱仪分别在相互正交的两方向对等离子体辐射的X射线进行探测，以确定其偏振度。光谱仪采用PET晶体作为分光器件，成像板接收X射线光谱信号，其接收面积为15 mm×35 mm，在2×10 J激光装置上进行了偏振检测实验。实验结果表明在两方向同时得到Al的类He谱线及类Li伴线，依据类He共振线w及互组合线y两方向光谱相对强度计算出共振线偏振度数据，利用不同发次实验分析入射激光能量和X射线偏振度的关系，探索了X射线偏振度对激光等离子体电子温度诊断的影响。

从随机电磁光束的相干和偏振性的统一理论出发,利用交叉谱密度矩阵传输公式,推导出随机双曲余弦高斯(ChG)电磁光束通过透镜后2×2交叉谱密度矩阵的传输解析公式,并用以表示任意两点的互偏振度,即纵向互偏振度(LDCP)和横向互偏振度(TDCP)。研究表明,随机ChG电磁光束的互偏振度与透镜焦距及随机ChG电磁光束的参数,例如随机ChG电磁光束系数比、离心参数和自相关长度等有关。随机高斯谢尔模型(GSM)电磁光束通过透镜的互偏振度可作为随机ChG电磁光束离心参数为0的特例得出。对主要结果用数值计算作了说明,并给出相应的物理解释。