粗糙物体对光波的散射会产生退偏振现象,粗糙度不同引起的退偏振程度也不同。掌握粗糙物体的偏振特性对目标探测、材料鉴别、军事隐身等有重要意义。Mueller矩阵是一个四维矩阵,反映了光波的双向衰减、相位延迟、起偏、退偏振等特性,几乎包含了物体所有的表面特征信息,如材料、表面粗糙程度等,是获取物体偏振信息的重要手段。因此本论文借助Mueller矩阵研究了粗糙物体的偏振特性,具体工作如下:1、选取旋转式Mueller矩阵测量装置,测量了不同粗糙度下铜箔片、铝片、钢片三种金属目标的Mueller矩阵。实验装置主要由He-Ne激光器、圆偏振光产生系统、起偏系统、检偏系统、CCD五部分构成。通过多次调节起偏系统和检偏系统中的偏振片与λ/4波片,测量、计算得到目标的Mueller矩阵。2、分析了粗糙度对铜箔片、铝片、钢片的Mueller矩阵各分量的影响。结果表明:粗糙度对m00、m01、m10、m11、m22、m23、m32、m33八个Mueller矩阵分量影响较大,对其余八个分量影响较小;随着粗糙度的减小,三种金属的m01和m10逐渐增大,表明样品水平方向双向衰减能力增强,起偏能力增强;11逐渐减小,表明由样品反射光强能力引起的退偏振能力减弱;m22、m23、m32、m33都是反映由样品相位延迟所引起的退偏振,但m22、m33呈减小趋势,m23、m32呈增大趋势,总体退偏振能力不确定。3、由于使用Mueller矩阵中的单个分量不能全面描述样品的偏振特性,本文对Mueller矩阵进行了分解,得到三个相互独立的子矩阵及代表子矩阵的三个参数:散射退偏△、双向衰减D、相位延迟R。分析结果表明:随着粗糙度的减小,三种金属的△值减小、D值增大、R值变化平缓,说明样品总体退偏能力减弱,双向衰减能力增强,对延迟特性影响不大。