A Revised View of the Linear Polarization in the Subparsec Core of M87 at 7 mm

The linear polarization images of the jet in the giant elliptical galaxy M87 have previously been observed with Very Long Baseline Array at 7 mm. They exhibit a complex polarization structure surrounding the optically thick and compact subparsec-scale core. However, given the low level of linear polarization in the core, it is required to verify that this complex structure does not originate from residual instrumental polarization signals in the data. We have performed a new analysis of the same data sets observed in four epochs by using the Generalized Polarization CALibration pipeline (GPCAL). This novel instrumental polarization calibration pipeline overcomes the limitations of LPCAL, a conventional calibration tool used in the previous M87 studies. The resulting images show a compact linear polarization structure with its peak nearly coincident with the total intensity peak, which is significantly different from the results of previous studies. The core linear polarization is characterized as fractional polarization of ∼0.2%–0.6% and polarization angles of ∼66°–92°, showing moderate variability. We demonstrate that, based on tests with synthetic data sets, LPCAL using calibrators having complex polarization structures cannot achieve sufficient calibration accuracy to obtain the true polarization image of M87 due to a breakdown of the “similarity approximation.” We find that GPCAL obtains more accurate D-terms than LPCAL by using observed closure traces of calibrators that are insensitive to both antenna gain and polarization leakage corruptions. This study suggests that polarization imaging of very weakly polarized sources has become possible with the advanced instrumental polarization calibration techniques.

Implementing the coherence matrix of the partially polarized wave to enhance efficiency of radar observation of the objects

В статье обоснована возможность радиолокационного наблюдения объектов при наличии атмосферного фона. Радиолокационное наблюдение объектов при наличии мешающего фона основано на выделении эхо-сигнала объекта из суммарного эхо-сигнала (объект+фон) по их поляризационному различию. При этом использована матрица когерентности частично поляризованной волны, позволившая установить структуру ее флуктуирующей компоненты. Элементами матрицы когерентности являются действительные параметры Стокса, которые измеряются на выходе приемника судовой РЛС. Отраженная от навигационного объекта и атмосферного фона электромагнитная волна является частично поляризованной и ее полная интенсивность равна сумме интенсивностей стабильной и флюктуирующей компонент. Элементы флюктуирующей компоненты матрицы когерентности отражают поляризационную структуру частично поляризованной волны и представляют дисперсии случайных поляризационных параметров Стокса и их статистическую связь. Для неполяризованной волны матрица когерентности является диагональной в любом поляризационном базисе. Суммарная матрица когерентности позволяет получить информацию о поляризации частично поляризованной волны, отраженной от навигационного объекта и атмосферного фона. Необходимым условием дистанционного радиолокационного наблюдения навигационных объектов, находящихся в зоне атмосферного фона, является разделение эхо-сигнала на эхо-сигнал навигационного объекта и эхо-сигнал атмосферного образования. Отраженная от навигационного объекта и атмосферного фона электромагнитная волна является частично поляризованной и ее полная интенсивность равна сумме интенсивностей стабильной и флюктуирующей компонент. Элементы флюктуирующей компоненты матрицы когерентности отражают поляризационную структуру частично поляризованной волны и представляют дисперсии случайных поляризационных параметров Стокса и их статистическую связь. Для неполяризованной волны матрица когерентности является диагональной в любом поляризационном базисе. Суммарная матрица когерентности позволяет получить информацию о поляризации частично поляризованной волны, отраженной от навигационного объекта и атмосферного фона. Необходимым условием дистанционного радиолокационного наблюдения навигационных объектов, находящихся в зоне атмосферного фона, является разделение эхо-сигнала на эхо-сигнал навигационного объекта и эхо-сигнал атмосферного образования. This article substantiates the possibility of radar observation of objects in the presence of atmospheric background. In the presence of an interfering background the radar observation of objects is based on the separation of the object's echo signal from the general echo signal (object + background) in accordance with its polarization difference. Therefore, the coherence matrix of a partially polarized wave is used, which allows to establish the structure of its fluctuating component. The elements of the coherence matrix are the actual Stokes parameters, which are measured at the output of the ship's radar receiver. The electromagnetic wave reflected from the navigation object and the atmospheric background is partially polarized and its total intensity is equal to the sum of the intensities of the stable and fluctuating components. The elements of the fluctuating component of the coherence matrix reflect the polarization structure of the partially polarized wave and represent the variances of the random Stokes polarization parameters and their statistical relationship. For an unpolarized wave, the coherence matrix is ​​diagonal in any polarization basis. The total coherence matrix provides information on the polarization of a partially polarized wave reflected from the navigation object and the atmospheric background. A necessary condition for remote radar observation of navigation objects located in the atmospheric background zone is the separation of the echo signal into the echo signal of the navigation object and the echo signal of the atmospheric formation. According to the Stokes theorem, the echo signal of a partially polarized wave is decomposed into polarized and unpolarized components. A fully polarized component of a total partially polarized wave has only one type of polarization — linear, circular, or elliptical. The unpolarized component does not have any predominant polarization. The echo signal of the total partially polarized wave is considered as a result of the addition of the intensities of two independent fully polarized components. The polarization of the first component corresponds to the echo signal of the navigation object, and the polarization of the second component corresponds to the echo signal of the atmospheric formation.

Observations of the Horizontally Oriented Crystalline Particles with a Scanning Polarization Lidar

Scanning lidar LOSA-M3 makes it possible to measure the polarization characteristics of backscattering signals from aerosol and clouds at wavelength 532 and 1064 nm. The lidar transceiver is placed on a scanning column, which allows changing the direction of sounding within the upper hemisphere at a speed of 1 degree per second. The polarization characteristics of the transmitter (linear or circular polarization) can be changed by rotating the phase plates synchronously with the laser pulses. Conical scanning of the lidar allows identifying cloud areas with preferential zenith or azimuthal orientation of the crystal particles. The article presents the results of observations of the cloud polarization structure carried out in Tomsk. Methods of the calibrations of lidar polarization channels are described.

Control of transverse mode content and polarization structure of terahertz coherent beams

The paper is devoted to investigation of forming multimode coherent beams of terahertz radiation with pre-given transverse mode content and terahertz vector beams by use of silicon diffractive optical elements forming single modes from terahertz free-electron laser illuminating beam.

Photonic spin-controlled generation and transformation of 3D optical polarization topologies enabled by all-dielectric metasurfaces

Optical polarization topology is a spatially varying polarization structure, which usually exists around the polarization singularity.