利用蒙特卡罗法描述光在水中多前向散射

利用蒙特瞳罗法模拟光在水中的传播特性。把计算机提供的均匀分布的伪随机数，变换成为与描述媒质散射、吸收特性的函数一致的分布。把光线散射发生后相对坐标系变换成光线散射前绝对坐标系。模拟的结果表明：经过海水散射的光是喇叭状展开，且中间的光子密度大，向四周逐渐减小。     

气泡光学特性的研究

利用自行设计的实验系统在实验室对微孔陶瓷管产生的气泡及气泡幕的光散射特性进行了研究和分析，并对单个气泡的光散射特性进行了计算机模拟．实验结果表明，理论结果与实验结果基本相符．通过实验可得到气泡的尺度及速率等物理特性．从气泡幕光散射信号的Fourier变换可以看出，信号的频率主要集中在0～1000Hz范围内，在高频部分的微小波动由噪声引起，信号频率随时间没有明确的变化趋势，表明气泡幕光散射信号是随机信号。     

近场声全息方法研究目标散射场

将ＮＡＩ方法应用散射问题研究，由散射体近场全息图面上的复声压数据重建模射体表面的散射场，并进一步预报远场攻射声指向性，对于平面波入射下刚硬球的散射情况作了数值模拟，模拟结果与理论计算吻合较好，显示了ＮＡＨ方法应用于目标表面散射特性和远场声场特性的研究的可行性。     

褶皱中文手写体身份鉴别

针对褶皱中文笔迹身份鉴别的问题,提出了一种基于散射变换系数统计特性的识别方法,主要利用散射变换的局部平移不变性和弹性形变稳定性等特性,先将文本图像进行散射变换,再采用伽玛模型,对其各子带的散射系数提取分布特征作为全局特征,然后在全局特征上建立Copula模型,最后使用Copula模型之间的KL距离计算相似性,用于身份鉴别。理论分析和对比实验结果表明,对于不同褶皱的文本图像,基于散射变换统计特性的识别方法优于现有的方法。     

一种改进的RMC目标光谱特性建模方法

提出了一种改进的基于反向蒙特卡罗法(reverse Monte-Carlo method,RMC)的目标光谱特性建模方法,该方法通过对光线种类的区分,有效避免了无效光线对于计算结果的影响,并将光线经目标表面多次散射后的能量衰减充分考虑在内,提高了目标光谱特性建模的准确性。基于该方法对同规模大小的飞艇和球体进行仿真分析,验证了该方法的有效性和适用性。     

二维弹性波几何反问题中的逆BORN方法

本文根据二维弹性波散射问题的BORN近似解,提出了识别缺陷几何特征的二维逆Fourier变换法和几何参数估计法,并对前者作了计算机模拟,所得结果是令人满意的。     

伪装涂层的偏振散射及其影响因素研究

利用多波段偏振CCD相机在光学与红外波段测试伪装涂层的偏振散射特征,并提取其中的偏振信息,研究了测试条件对涂层材料散射偏振度的影响.结果表明,测试过程中的光照条件与探测波段对涂层散射偏振度的影响很大.涂层对入射光的散射作用可以分为面散射和体散射两部分.面散射使偏振度增大而体散射具有消偏振的作用;光线垂直入射时,体散射起主要作用,涂层具有较小的偏振度;随着入射角的增大,面散射在散射光中的比例也逐渐增大,成为涂层偏振度的主要影响因素.研究发现在偏振遥感中利用合适的角度和波段进行探测对复杂背景中伪装目标的识别具有重要意义.     

计算二维海面极化电磁散射的新方法

在基尔霍夫散射面元矩阵的基础上研究了一种计算二维模拟海面电磁极化散射的新方法,采用海面高度起伏矩阵以及x和y方向海面斜率矩阵描述二维海面,利用基尔霍夫近似推导出笛卡尔坐标系下椭圆极化入射时海面的散射场,得到了全极化雷达散射模型．仿真了不同条件下分形海面模型的全极化雷达后向散射截面及极化特征图,数值结果符合海面散射规律．由于该方法是对二维海面模型进行离散化分析,因此适用于多种海面模型．     

光学系统设计缺陷的空间光线追迹分析

利用空间光线追迹方法，模拟一激光光束实时变换系统的光学变换特性，对该光学系统的设计缺陷进行分析，提出改进方案     

光学系统设计缺陷的空间光线追迹分析

利用空间光线追迹方法，模拟一激光光速实时变换系统的光学变换特性，对该光学系统的设计缺陷进行分析，提出改进方案。     

Underwater Distribution Field of Laser Through Wavy Surface of Water

Aimed at the properties of the absorption and the scattering of photons in the water, the process of sim-ulating by Monte Carlo method is analyzed. According to the slope distribution of wavy surface of water, the dis-tribution field of underwater laser is simulated, and some conclusions about the distribution field of laser through wavy surface in two different conditions are obtained. The characteristics of the distribution of laser in the seawa-ter at the same depth with different water qualities and in the seawater at different depths with the same water quality are computed. The results are significant to the design of airborne oceanic lidar.     

光在大气和海水信道中传输的能量衰减计算

考虑自然光和海水浮游生物等产生的背景辐射以及云层、大气/海水界面和海水等介质的光辐射透过率,利用星载激光对潜通信能量方程估算了潜艇接收信号能量衰减大约可达-112~-140 dB.利用Monte Carlo方法计算星载激光对潜通信水下接收光斑分布状况,选择63%光斑半径作为接收平面半径,不考虑光在传输过程中介质的吸收效应,计算了不同卫星高度和发射角.近海岸海域水下200 m和深海海域水下300 m接收信号衰减,信号能量衰减可达84 dB.由于未考虑吸收效应和光斑大小选择的原因,仿真计算结果稍小于理论估算.     

偏振光子的水下传输特性分析

提出了利用蒙特卡罗法对偏振光子在表层叶绿素浓度不同的4个海域中的水下传输特性进行研究。首先建立了水下量子信道垂直传输模型,基于此模型分析了在4个海域中叶绿素浓度、海水对光信号的吸收系数和散射系数随海水深度的变化规律。随后仿真分析了4个海域中偏振光子的散射、衰减和偏振度特性随传输距离的变化趋势,给出了不同传输距离时计算接收总光子数的公式。仿真结果表明,海水对光信号的吸收和散射作用主要受叶绿素影响;随着不同海域的表层叶绿素浓度增大,光子的散射次数增加,最远接收距离减小,光子偏振度略微降低但基本保持不变。研究结果可以为星-潜量子通信系统的性能分析和建立提供一定的参考。     

激光在海水中的衰减特性

分析了光在海水中的吸收效应和散射效应;并通过使用半解析蒙特卡罗方法模拟了蓝绿激光在海水中的传输过程,获得前向散射光斑截面光子数随散射角平均余弦值、衰减系数、海水单次散射反照率和距离等参数变化而变化的规律,即随着传输距离的增加,前向散射光斑截面光子数增大,达到一定距离后,增加趋于平缓;光子数随着传输距离的增加呈类指数下降的趋势;相同传输距离、不同水质参数,光子数差异较大。研究结果对水下激光目标探测有一定的参考价值。     

舰船远场微气泡尾流的退偏特性

为研究船远场微气泡尾流对偏振光的消偏作用,采用偏振光传输的Monte Carlo模拟程序仿真了尾流气泡幕前向散射偏振度和穆勒矩阵元的二维分布模式,计算了入射光的偏振态、气泡幕的散射系数、气泡幕的厚度以及气泡平均粒径4个类型参量改变时尾流气泡幕前向散射的退偏特性.研究结果表明:尾流气泡幕前向散射偏振度随着入射光偏振态的变化存在不同的方位选择取向,相比于圆偏振光气泡幕对线偏振光有较强的退偏作用,尾流气泡幕退偏作用随着气泡幕厚度和散射系数的增加而增强,随着气泡幕平均粒径的增大偏振度的震荡增大并最终趋于平稳.     

海水对高斯激光脉冲的空间扩展效应研究

对传统半解析Monte Carlo方法进行改进,利用修正的Henyey-Greenstein函数表示海水散射相位函数,计算了高斯激光脉冲在水下的空间扩展分布.由于传统采用光学厚度的归一化方法不能较好地反映海水介质散射的非各项同质性,文章提出了一种新的归一化数据分析方法,利用介质的有效散射厚度τd代替光学厚度D.计算结果表明,在不同海水深度、不同海水条件下的光束空间扩展分布具有同样的形式.在不同海水散射特性和目标通信深度条件下,如果有效散射厚度τd相同,则激光光束的水下空间扩展分布基本相同.     

Theoretical Study of the Effect of Multi-Diameter Distribution on the Mie Scattering Characteristics of Milk Fat

To correct the light scattering property parameters of milk fat for improving the detection accuracy,the Mie-theory was used to establish a predictive model for light scattering properties of milk fat globule with multi-diameter distributions, by means of Monte Carlo approach to simulate actual multi-diameter size distribution of milk fat globule in milk fat solution. Scattering coefficient and absorption coefficient of multi-diameter distribution milk fat particles were calculated by simulating the particles size distribution in milk fat solution. And the light scattering properties of multi-diameter distribution was compared with that of volume mean diameter, Sauter mean diameter and numerical mean diameter in milk fat solution. Theoretical simulation results indicate that the scattering coefficient and absorption coefficient of milk fat particles are determined by the particle size distribution in milk fat solution. There is a distinct difference in scattering characteristics between the milk fat particles with multi-diameter distribution and that with mean diameters. Compared to that with multi-diameter distribution, the scattering coefficient of the milk fat particles with mean diameter has a maximum mean deviation of 9 042 m-1. The particle size distribution is not completely determined by the mean diameters. The dependence of the light scattering properties on the particle size distribution should be considered into the model and simulation. Therefore, it is found that the particle size distribution in milk fat solution is an essential and critical factor to significantly improve the detection accuracy of milk fat content.     

激光在水下多径传输的蒙特卡罗模拟

该文采用蒙特卡罗方法模拟光子在海水中的传输并进行分析,详细地阐述了模拟光子在多次散射介质中传输的蒙特卡罗方法和步骤,建立了激光水下多径传输的蒙特卡罗模型,并利用这一方法成功的模拟了海洋激光通信过程中激光接收信号的波形,比较直观的观察到激光在水下传输的多径化现象.     

Method of moment investigation on electromagnetic scattering from the three-layered rough interfaces

The properties of electromagnetic(EM) scattering from a multi-layered rough surfaces have been investigated through the method of moments(MOM) with the pulse basis function and the point matching technique. Theoretical formulas such as integral equations, matrix equations, and the definition of the bistatic scattering coefficient of this scattering problem have been derived in detail. The Gaussian rough surface has been applied to simulate the realistic surface by the Monte Carlo method. Firstly, the validity of the presented method has been shown by comparing with the finite difference time domain(FDTD). The versatility of the presented method has been demonstrated by degenerating the three-layered rough interfaces to a single-layered rough interface and then comparing with the exit scattering model. Finally, the influences of the characteristic parameters such as incident angle, relative permittivity of the medium, root mean square height and correlation length, as well as the height of each rough surface on the bistatic scattering coefficient are discussed in detail.     

固体中散射电子空间输运的矩阵方程

用蒙特卡罗方法模拟固体中电子散射的计算量很大,为此给出一个描述这一过程的矩阵方程。该方程只涉及乘法运算,用于转换散射电子的空间坐标。计算方便、节省机时,明显优于习惯上使用的直角坐标系方程。