GaAs衬底上分子束外延ZnTe_(1-x)S_x合金的光学声子散射研究

用分子束外延方法在GaAs（100）衬底上外延生长了不同组分的ZnTe1-xSx（0＜x＜1）合金．用X射线衍射和喇曼散射对该合金的晶体结构和光学声子散射性能进行了研究．通过对其光学声子频率随x的变化研究发现，ZnTe1-xSx合金呈现典型的双模特性．其中，ZnTe1-xSx合金中类ZnTe模和类ZnS模的长波光学声子频率随组分x呈线性变化．用改进了的随机元等位移（MREI）模型计算了该合金的长波光学声子频率和x的关系，并与测量结果作了比较，理论和实验符合很好．     

利用光学散射探测灰尘粒子

在许多自然现象中,粒子对光的散射作用是很明显的,如:白天的天空是蓝色的;太阳下山时天空是桔黄色的;云和虹霓的出现等,这些都是属于研究气溶胶的学科,科学家们又把这些研究得出的散射理论应用于各种技术领域.利用光学散射形成的仪器有监视大气污染的精密设备和普通的家用烟雾探测器等.光学测量的对象主要是亚微米和超微米的粒子.在颜料生产和药物生产中,光学测量提供颗粒大小统计的信号,对监视超净工作室中过滤系统的性能是至关重要的.     

雷达定标卫星光学散射特性研究

对主体为铝球用于雷达定标的一批卫星进行了地基光学观测,验证了其光度变化和光谱特性简单,易于开展光度和光谱特性影响因素分析。实验室对铝球的仿真测量也证明了铝球具有各向同性好、反射特性和光谱特性平稳等特点。研究团队基于测量结果构建了铝制球体卫星的光度计算模型,与实测结果的对比分析表明,利用铝制球体的材料特性和外形特征可最大程度的简化卫星光度计算模型,也证明了实测方法和光度计算模型构造方法的正确性,使得卫星光度可实时保精计算,可应用于天基和地基光电探测设备的动态能量定标和高速、变速运动状态下的探测能力标定。     

光学表面的标量散射理论

简要论述了标量散射理论的研究进展做,着重介绍了Beckman的一维标量散射理论和几种典型的多层膜散射模型-非相关表面粗糙度模型、附加表面粗糙度模型和非相关体内不均匀模型,比较了这些模型在中心波长为632.8nm的11层高反膜的散射特性.结果表明,非相关体内的不均匀性引起反射能带边缘散射,反射能带内的散射主要由附加表面粗糙度引起.理想粗糙度对膜系反射带内的散射影响很小,对反射带边缘几乎无影响.预测了标量散射理论的应用领域及前景.     

考虑多次散射的卷云几何特征和光学特性反演方法

研究了考虑多次散射的卷云几何特征和光学特性反演方法,对反演卷云高度和卷云激光雷达比的方法进行了改进。采用多次散射因子对卷云消光系数曲线进行修正,选取云底及云顶附近高度消光系数变化率的均值求解云层高度修正误差,对微分零交叉法求解得到的卷云高度进行修正,实现了较为精确的激光雷达云层高度反演。采用以边界值处消光系数和卷云光学厚度为约束条件的粒子群算法,求解卷云有效激光雷达比,选用半解析Monte Carlo方法,计算总散射信号与一次散射信号的比值,并结合Platt多次散射因子方程求得多次散射因子,实现了卷云激光雷达比的准确求解。使用Mie散射激光雷达真实回波信号进行了验证。结果表明,该改进方法具有较高的精度,更具应用价值。     

光学相干显微术测量散射介质内层形貌的研究

提出了采用光学相干显微术测量散射介质内层形貌的方法,该方法基于低相干术和共焦显微术,其纵向测试精度是由共焦门与相干门共同决定的,能有效地排除非焦面处的杂散光的影响.通过对样品内层的三维扫描,测量样品的不同点的厚度,最终透过表面层得到了样品的内层形貌,实际实验中的轴向分辨率约为5 μm,横向分辨率约为1.2 μm.该方法对样品无破坏作用,能有效地测量散射样品内层形貌,且具有测试精度高、工作可靠的特点.     

利用几何光学近似计算GI-POF的前向散射

基于球粒子光散射的几何光学近似方法,推导了平面波垂直入射梯度折射率光纤(GI-POF)前向散射的几何光学近似.详细推导了几何光学近似方法中的收敛因子和焦线引起的相位变化,得到了平面波垂直入射到GI-POF时无量纲散射强度公式.在此基础上,将几何光学近似方法计算出的前向散射强度分布和算法的运行速度与Mie理论进行了对比,...     

基于单光子探测的目标光学散射特性研究

研究了目标物体的单光子散射回波特性,基于红外单光子探测器和皮秒激光器搭建了目标光学散射特性测量系统,以回波光子数作为单光子条件下目标光学散射特性的表征。实验研究了不同形状（球体、立方体、圆柱体、圆锥体）目标物体的单光子散射特性,并利用双向反射分布函数模型对实验结果进行拟合,理论拟合结果与实验测量结果能够很好地吻合。进一步对不同材质（瓷砖、木材、外墙砖）目标物体的单光子散射特性进行了研究,并将实验结果与传统波动散射特性进行了对比分析。该研究为单光子激光雷达远距离目标识别与探测的相关工作提供了参考。     

紫外光散射通信中一种二级光学接收系统设计

介绍了大气紫外光通信的特点和光学天线的性能指标,仿真分析了传统的复合抛物面聚光器(CPC)和半球透镜在非视距紫外信道中的聚光性能,设计了一种二级接收的光学聚光系统,并使用ZEMAX软件进行光线追迹,对其光学增益及视场进行分析.结果表明,这种二级光学系统有较高的增益及较大的视场,适合作为非视距紫外光通信中的光学天线.     

采用单分子光源的光学显微镜

纳米科学的快速进步已促使对超高分辨光学显微镜技术兴趣的急增。在近场通过一亚波长孔径照明在锐金属探针端部的物体 ,能超越衍射极限。该技术被推荐的改进涉及用纳米尺度的有源光源取代物体孔径。用近场和远场方法作单个荧光分子的空间和光谱探测的进步提出用单分子作照明光源的可能性。用荧光激发光谱学与剪切力显微术相结合 ,这里介绍用单分子作为点状照明光源拍摄的光学像。单分子探针有潜力在光学显微术中获得分子水平的分辨 ,改进侧向和轴向空间分辨 ,也将促进纳米现象 (如共振能量转移 )的可控研究。过去 2 0年来 ,采用孔径探针的扫…     

环境相对湿度对光学镜面散射特性的影响

在成像光学系统中,环境相对湿度会影响光学镜面污染粒子的散射特性,进而对成像光学系统性能造成影响。根据吸湿性,将污染粒子分为亲水性粒子和疏水性粒子。利用镜面污染粒子的光散射模型,分析了亲水性粒子散射效率因子随环境湿度的变化规律。在此基础上,结合亲水性和疏水性污染粒子的统计模型,分析了多粒子污染下,不同种类粒子占比和镜面洁净度等参数对光学镜面散射特性的影响。结果表明,污染粒子造成光学镜面的双向散射分布函数（BRDF）和全积分散射值（TIS）均随着环境相对湿度的增加而增大。并且,亲水性粒子比例越高,光学镜面散射损耗越强。随着光学镜面洁净度等级的减小,环境相对湿度对镜面散射损耗的影响有所减小。     

基于灵敏度分析的一维纳米结构光学散射

在光学散射测量中,除了实际测量光谱的质量外,模型的输出光谱对待测纳米结构参数的灵敏度也对最终测量结果的精度具有重大影响.由于不同的测量配置(入射波长、入射角和方位角的组合)下,纳米结构参数的灵敏度会不同,因此提出了一种基于灵敏度分析的测量条件优化配置方法来改善待测参数的灵敏度,以实现更高精度的纳米结构测量.实验表明,在理论预估的最优测量配置下,一维纳米结构所有待测参数的测量精确最优,验证了其有效性.     

大气灰霾高浓度气溶胶光学散射传输特性研究进展

讨论了灰霾、沙尘等高浓度气溶胶条件下的有关散射传输问题的研究进展,内容包括：（1）灰霾、沙尘等高浓度气溶胶粒子的物理光学特性;（2）气溶胶粒子吸湿变化对粒子散射传输的影响;（3）气溶胶偏振反射特性;（4）地气间多次散射问题,高浓度气溶胶背景下矢量辐射传输建模的研究。     

光学元件表面洁净度对其表面散射特性的影响

针对光学系统在实际工作中元件表面污染粒子对光的散射问题,以空气中Al2O3污染粒子为例,基于米氏散射理论,模拟和分析了元件表面双向反射分布函数（BRDF）随散射角的变化规律,进而定量计算了元件表面全积分散射值（TIS）。在此基础上,进一步分析了影响表面洁净度的三个主要因素（空气洁净度、工作面朝向和曝露时间）对元件表面BRDF及其TIS值的影响。结果表明,空气洁净度等级、工作面放置方向和曝露时间等对元件表面散射量的影响均较为明显。其中,工作面的放置方向对元件表面的散射影响尤为突出,水平向上放置（TIS=1.9310-4）较之垂直放置时（TIS=8.0710-5）散射量增大一个量级,而较之工作面水平向下放置时（TIS=3.1210-6）增大两个量级。最后,以卡塞格伦望远镜为例,针对其主镜的污染容限问题,分析了不同空气洁净度条件下主镜表面洁净度达到污染容限所用的曝露时间,可为实际工作中污染控制和保证系统对微弱目标信号的有效探测提供参考。     

空间目标光学散射特性研究进展

空间目标光学散射特性建模与分析是空间光学监视系统论证设计、性能评价的前提和基础。以空间目标的可见光与激光散射特性为主要研究对象,分析了空间目标光学散射特性的基本研究内容和方法,介绍了国内外应用于卫星表面材料的比较典型的BRDF 模型,从卫星表面材料BRDF 测量与建模、目标可见光散射特性测量与仿真计算和空间目标LRCS 测量与仿真计算三个方面,介绍了国内外典型研究单位的研究成果以及下一步的研究发展方向。可为空间目标光学特性研究思路与方法提供借鉴。     

随机表面光散射的研究和应用综述

随机表面光散射的研究在过去10年中取得了一系列重要的进展,在现代军事、遥感、辐射测量和工业在线检测等领域的应用也日益广泛,本文在简要回顾早期研究成果的同时,侧重介绍了近年来面散射研究的方法、成果和应用。     

利用近场光学显微镜精密观察单个分子

利用近场光学显微镜精密观察单个分子最近研究人员使用分辨率为５０ｎｍ的光学显微镜观察了单个染料分子，其分辨率为研究应用的波长６００ｎｍ的光波衍射极限的１／６［１］。图１用同一尖端探针同时用切向力扫描（上图）和近场光学扫描（下图）研究云母表面光合作用膜的...