偏振作为光的基本物理特性之一,它也可以作为信息的载体,偏振因其携带了多维参量,不仅包括所探测目标的准确信息,还能反映传输介质的内部分布特征。本论文主要利用蒙特卡洛算法,模拟了偏振光在不同散射体系中的传输特性,其中包括单分散、混合双分散体系以及具有某种特定分布的多分散体系。并基于偏振与散射理论,计算偏振光在介质中的散射及吸收参量,运用蒙特卡洛方法追踪其位置与偏振态的变化。文中主要利用散射介质的穆勒矩阵计算散射体系的偏振纯度指数(IPPs)来研究不同分散体系的传输特性。论文针对典型的云雾环境进行模拟,这里我们构建了基本的云雾散射模型及参数数据库,研究入射波长、粒子浓度和粒径分布等因素对偏振光传输特性的影响,仿真结果显示,利用散射介质的偏振纯度指数(IPPs)相比与传统的基于偏振度的描述法的优势。本论文重点内容如下:(1)首先介绍了光偏振的基础理论和几种特殊的偏振态;然后又总结了描述偏振态的几种常用方法,如琼斯矢量法、斯托克斯矢量法和邦加球法等;同时由穆勒矩阵引出对散射体系退偏能力进行表征的偏振纯度指数方法;接着分析了瑞利散射理论和米氏散射理论,运用蒙特卡洛算法追踪偏振光在不同散射体系中的传输问题,同时简要介绍了蒙特卡洛算法的主要实现步骤。(2)基于蒙特卡洛仿真算法,针对典型的南京雾分散体系,构建了单粒子分散、混合双粒子分散体系以及具有某种特定分布的多分散体系。并在红外波段下,入射四种不同的偏振光,计算得到散射介质的穆勒矩阵,采用偏振纯度指标(IPPs)、圆偏振度和线偏振度对散射体系中的偏振信息传输进行分析,仿真了偏振光在单分散及具有某一分布特性的多分散体系下的偏振信息传输特性。仿真结果表明偏振纯度指标比圆偏振度和线偏振度能更好地描述不同散射体系下的传输特性。(3)针对水云分散体系,同样基于蒙特卡洛仿真算法,构建了从单一均匀分散、混合双粒子分散体系以及具有某种分布的多分散体系。利用红外光入射,得到不同分散介质的穆勒矩阵;同样也采用偏振纯度指标(IPPs)和圆偏振度和线偏振度对散射体系中的偏振信息传输进行分析,仿真了偏振光在单分散及具有某一分布特性的多分散体系下的偏振信息传输特性。模拟结果显示在水云散射环境中,线偏振度、圆偏振度和偏振纯度指标(IPPs)显示波动性较小,偏振纯度指标能更好地描述不同散射体系下的变化特性。