海洋学院海洋技术系2021级本科生发表第一作者高水平学术论文

近日，以天津大学海洋科学与技术学院海洋技术系2021级本科生刘旭东为第一作者，海洋技术系副教授李校博老师为指导教师，题为《Polarization Lidar: Principles and Applications》的综述论文发表于光学和光子学领域知名期刊《Photonics》，并被遴选为Feature paper，论文下载地址为https://www.mdpi.com/2304-6732/10/10/1118。该项目获得国家自然科学基金青年项目、智能光电教育部重点实验室开放课题等的资助支持。

传统的激光雷达技术主要依靠后向散射/回波光强和光谱作为信息源，而偏振激光雷达(P-lidar) 利用偏振的物理特性扩展了探测的维度。通过引入偏振度、消光比、全Stokes等参数，增强了从目标物体获取的物理信息的丰富性，利于后续信息分析。偏振主要由反射和散射过程产生，在自然界中非常普遍。反射和散射通常会引起入射光的正交偏振分量的不同光学效率及相位变化。因此，物体表面结构和纹理的差异会影响反射光及散射光的偏振状态。通过测量反射光或散射光的偏振特性，可以分析表面形貌信息，使偏振光可以广泛应用于遥感。目前国内外偏振成像技术已涉及资源勘探、植被和土壤分类、海面研究和全球大气气溶胶研究等多个领域。在主动遥感中，偏振光对于探测气溶胶形状、识别云相和确定粒子方向是必不可少的。

论文首先简要介绍了偏振激光雷达的构成，按时间顺序总结了其技术发展过程（图1），整理了偏振及偏振激光雷达的基本原理，并列举了几种典型的系统。

图1激光雷达的基本组成及简要时序图

此外，偏振激光雷达在地表植被遥感、沙尘监测、海洋遥感等方面都有着十分广泛的应用，论文从大气、陆地、海洋三个方面分别总结了偏振激光雷达的应用历程以及现状，简明地描述了偏振激光雷达在全球遥感探测中的重要作用。本文最后基于当今应用需求及技术发展趋势，提出了多模块集成、海洋遥感专用、深度学习拓展、成像快照、偏振超表面+激光雷达等未来可能的偏振激光雷达发展方向。

图2 偏振激光雷达的三种应用场景

图3 （a）光学设置和立体匹配算法的原理图（b）激光雷达系统的示意图及其三维测距演示

论文获得了审稿人高度评价。其中一个审稿人评价“The authors present a comprehensive and even enternaining overview of polarization lidar. The technique is important in environmental science, especially in atmospheric research.（作者对偏振激光雷达进行了全面甚至深入的概述。该技术在环境科学中很重要，特别是在大气研究中）”。另一个审稿人评价“It is very impressive that the authors covered such a broad range of topics in a succinct manner. This review will be of interest to researchers in this field and also to future scientists and engineers who are preparing to get into this research field. （作者以简洁的方式涵盖了如此广泛的主题，这令人印象十分深刻。本综述将对该领域的研究人员以及准备进入这一研究领域的未来科学家和工程师有很大帮助）“

天津大学海洋科学与技术学院秉持着"立足海洋，放眼世界"的理念，致力于为学生打造卓越的学术研究与培养体系。该篇高质量、高水平论文代表了天津大学海洋科学与技术学院海洋技术系在本科生科研创新与实践发展方面取得的最新重要成就，是构建新工科教学体系的又一次新突破。