偏振光在浑浊介质中传输会改变其偏振态,从而带来丰富的偏振信息,是实现各类偏振技术的关键。因此,研究偏振光在浑浊介质中的多次散射特性具有重要意义。通过仿真实验和相关文献发现粒子的粒径与入射光波长的相对大小会在单次散射特性中存在差异,而且不同形状粒子的单次散射特性也有所不同。为了进一步研究粒子形态对偏振光多次散射传输特性的影响,根据球形粒子的半径和非球形粒子的等表面积球等效半径与入射光的波长大小关系,将散射粒子分为瑞利散射粒子和米氏散射粒子,分别在满足瑞利散射的介质中和满足米氏散射的介质中对圆偏振光和线偏振光多次散射传输后保持入射偏振态的保偏能力进行定性和定量的研究。针对以往基于米氏散射理论精确求解和蒙特卡罗相结合的方法只能计算偏振光在在球形粒子介质中的传输,本文采用T矩阵和蒙特卡罗算法相结合的方法,该方法不仅可以计算球形粒子的多次散射传输,而且还可以计算非球形粒子的。本文的具体研究内容如下:(1)基于T矩阵方法计算椭球形、有限长圆柱形以及切比雪夫形等对称非球形粒子的单次散射特性,并将单次散射Mueller矩阵的各元素随散射角度的变化关系制成抽样查算表,以便后续矢量蒙特卡罗算法中进行散射角和方位角的随机抽样。(2)建立含有随机取向旋转对称的非球形粒子的介质模型,选取Stokes矢量表征光子的偏振态,基于矢量蒙特卡罗算法对粒子单次散射Mueller矩阵元素进行统计随机抽样,从而得到光子散射角和方位角。并且通过两个仿真实验验证了方法的合理性以及模型的正确性。(3)由Stokes矢量的可叠加性,分别在瑞利散射和米氏散射的介质中对圆偏振光和线偏振光多次散射传输后保偏能力进行定性和定量的研究,发现粒子形状对瑞利散射粒子介质中偏振光保偏能力的影响较小,而对米氏散射粒子介质中偏振光的保持能力具有显著影响。(4)通过统计米氏散射介质后向散射的光子,发现在米氏散射粒子介质中,粒子形状的不同对偏振光后向散射的光强空间分布以及偏振度的空间分布均有显著影响。