基于Mie氏散射理论的石墨微球颗粒光散射特性研究

本文应用Mie氏散射理论对石墨微球颗粒光散射的性质进行了理论分析与数值计算,得到了消光特性与入射波长及粒子半径,散射强度与散射角以及散射强度与参数x的关系.结果表明,粒子的半径越小,其消光效果越好;入射波长越小,粒子的前向散射强度越强.因此,通过测量前向散射光的分布可以确定微球体颗粒的半径.     

磷化铟粒子散射强度的计算与分析

根据Mie氏散射理论,给出了粒子散射场强度的计算公式,得到了散射强度与散射角及入射波长的关系以及散射强度与参数X的关系.结果表明,粒子的前向散射占优势;入射波长越小,散射越明显;红外区的散射强度接近零,该结论对磷化铟材料光学特性的研究和应用具有指导意义.     

微米镍粉在太赫兹波段的Mie散射特性研究

为研究微米镍粉对太赫兹波的屏蔽效果,本文运用Mie氏散射理论,数值计算了微米镍粉在太赫兹波段的散射特性。研究获得了光学截面与粒子半径和入射波长、散射强度与散射角和粒子尺寸参数x的关系曲线。结果表明,微米镍粉在太赫兹波段的消光作用以散射为主;粒径对镍粉的消光效果有很大影响,可以通过控制粒径来设计具有太赫兹屏蔽效果的材料。随粒径的增大,消光截面先增加再振荡降低最终趋近于一定值;粒径越小散射强度越低且散射光强集中分布在散射角较小的范围内。     

辐射传输方程中的单次散射参数计算

根据米氏(Mie)理论,计算了多分散球形气溶胶粒子的单次散射特性。粒子的尺寸分布为伽马分布,有效半径分别为5.56,7和11μm,分析了0.4～100μm光谱范围内气溶胶粒子的平均消光系数、平均散射系数、单次散射反照率、不对称因子以及相矩阵与粒子的尺寸参数以及折射率的关系。结果表明,在可见光波段,粒子的有效半径对粒子的散射特性影响较小,在更长的波段上其影响较大;单次散射反照率在可见光范围内近似为1,随波长的变化和水滴折射率虚部随波长的变化曲线正好相反,这说明影响其大小的主要因素为粒子的折射率,即虚部越大则反照率越小;且极化率对粒子的尺寸比相函数更敏感。     

大气气溶胶粒子散射相函数的数值计算

大气气溶胶粒子作为大气电磁环境的重要组成成分之一,在紫外、可见到红外波段内严重影响电磁波的传输特性。散射相函数是研究气溶胶中电磁波传输特性的一个重要参量,依据粒子电磁散射理论,数值计算了球形和椭球形气溶胶粒子在红外波段给定波长入射时散射角余弦的一阶矩,给出了气溶胶粒子HG相函数和改进HG*相函数的数值结果,并将球形气溶胶粒子的这两种相函数和Mie散射相函数进行了对比。结果表明:随着波长的增加及气溶胶粒子尺寸参数的减小,HG*相函数能更好地体现红外波段气溶胶粒子的散射特性。相函数的准确计算可为研究气溶胶中红外激光的传输特性奠定基础。     

可见光和红外波段大气体散射强度特性

搜集整理了气溶胶、雾和雨的观测资料,运用米氏理论计算并分析了大气体散射强度特性.结果表明:大气体散射能量主要集中在前向较窄的散射角区间内,体散射相函数随散射角的分布取决于粒子尺度谱、波长和复折射指数,不同类型粒子体散射相函数随散射角的分布特性有较大的差异;大气单散射反照率受波长和复折射指数虚部影响,其值范围变化较大,相...     

折射率和粒子尺度对大气气溶胶光散射特性的影响

采用Mie散射方法计算了小尺度范围内,0.65 m波长大气气溶胶粒子光学特性与折射率、粒子尺度参数的关系,并分析了折射率虚部对气溶胶粒子散射相函数的影响。结果表明:在小尺度范围内,气溶胶粒子散射特性受折射率、尺度参数影响较大,折射率实部和尺度参数对消光效率因子等非散射角散射参量的影响存在一定程度的对称性。同时还发现,在特殊散射角位置,无论对于单粒子还是对于多分散粒子群系统,气溶胶粒子（群）的散射相函数与折射率虚部基本无关,不同折射率虚部的散射相函数在前向散射方向存在交点,交点位置随粒子尺度参数的变化基本为高斯分布。随着粒子尺度参数的增大,交点位置向前向小角方向移动,并逐步趋于离散。这一结论对了解大气气溶胶粒子的散射效应具有一定的参考意义。     

单粒子与复合粒子散射强度的计算与分析

根据Mie散射理论,对金属单粒子和复合粒子的散射强度和偏振度进行了数值计算与理论分析,得到了两类散射体的散射强度、偏振度与散射角、入射波长及壳层厚度之间的关系。结果表明,随着入射波长的增大,复合粒子的前向散射增强,背向散射未变化;偏振度峰值和峰位易出现明显的退偏振现象,明显区别于金属单粒子散射行为。该结论对两类金属材料光学特性方面的开发和应用提供了理论参考。     

基片表面微球体纳米级缺陷的光散射分析

为了进一步诊断反演出基片及光学元件中杂质缺陷的形态和尺寸,应用Bobbert-Vileger(BV)理论建立两种缺陷粒子的复合光散射模型,通过对场进行矢量球谐函数展开,对基片上缺陷粒子的光散射问题展开讨论,对散射场及微分散射截面进行推导求解。同时将数值计算结果退化为球形粒子与采用扩展Mie理论方法所得结果做了比较,二者吻合较好。通过数值计算考察了不同材质下,形变对微分散射截面的影响。结果表明,金属缺陷的散射更易受形变的影响,而介质缺陷受形变的影响很小。当球缺靠近基底的情况下,微分散射截面受散射角的影响较大;球缺背离基底时,几乎和球形粒子散射曲线重合,因此通过对微分散射截面的计算可以定位反演出球缺的位置和材质。     

基于米氏散射理论的太阳光散射偏振特性

大气散射光偏振特性的研究对于降低自然扰动对偏振光导航系统的误差影响,优化系统具有重要意义。实验采用矢量偏振分析装置测量了不同天气情况下大气散射光偏振度和太阳光单次散射角,研究了两者之间的关系。结果表明,在不同天气条件下,大气散射光偏振度和太阳光单次散射角之间皆为抛物线型关系,散射光偏振度变化主要由大气散射粒子大小变化引起。当散射粒子半径增大时,散射光偏振度减小,并且偏振度最大值所对应的散射角值发生偏移。基于米氏散射理论建立了单次光散射偏振模型对该实验进行了理论分析,数值仿真结果与实验结果一致。     

电子束曝光中低能电子散射的模拟

介绍了Pendry弹性散射截面,描述了电子在固体中的散射过程,包括散射步长、散射角、方位角和散射点处能量的确定,并将Pendry截面和Monte Carlo计算方法应用到电子散射过程中。分别改变入射电子束能量、抗蚀剂厚度和衬底材料,模拟了能量不超过5keV的低能电子束在PMMA抗蚀剂中的散射轨迹。模拟结果表明,低能电子束曝光同样可应用于较高分辨率的表面成像技术工艺。通过对模拟结果和电子束曝光实验比较分析,可以进一步完善散射模型,为更深入开展电子束曝光技术的应用研究创造有利条件,同时也为开发低成本的低能电子束曝光系统提供了理论依据。     

聚合物分散液晶透射光散射特性随角度电压的变化

采用聚合物相分离法制备聚合物分散液晶(PDLC)薄膜,通过改变散射角,对散射光强随电压的变化进行了测试。实验结果表明,在角度小于26°时,外加电压为10 V处出现一个散射强度极小值;当角度超过26°时,外加电压为10 V处散射光强最大。在不同的散射角下,散射光强随外加电场的变化趋势有明显差异。散射角在0°~5°角范围内蓝光的光强随外加电压的增加一直增大;在6°~25°范围内,散射光强随外加电压的增大先增大后减小,并且最大波峰时的电压随着角度的增加而减小;当散射角大于26°时,蓝光的光强随着电压的增大而减小。采用单散射理论对实验现象进行了分析和讨论。     

Stimulated Raman Scattering in Nanorod Silicon Carbide Films

When the film is excited by a very low excitation energy, the spontaneous Raman scattering emerges. The intensity of Raman scattering is proportional to the excitation power below the threshold excitation. When the excited power reaches the excitation threshold, the intensity of Stokes light strongly increases. Meanwhile an anti Stokes light at 495 nm and multiple order but small Stokes peaks occur. The intensity of Stokes light is much larger than that of anti Stokes. The full width of half maximum (FWHM) of Stokes peak is reduced from 0.4 nm to less than 0.2 nm, the scattering angle between both Stokes and incident lights becomes less than 1°, and the angle between the Stokes and anti Stokes lights is about 3°. When the exciting power is in excess of the threshold, anti Stokes and multiple Raman scattering peaks reappear. These experiments can be unlimitedly repeated. From this experiment, we can exclude the possibility of spontaneous Raman scattering. It is suggested that the nanorods are a quantum line dimension having a large surface. There will be Raman differential scattering section so long as the nanorod films become very strong scattering media; the surface enhanced Raman scattering will be produced, the nanorod films of SiC will form a strong multiple scattering resonance cavities so as to form the stimulated Raman scattering oscillation.     

利用偏振拉曼散射测定LB膜中分子取向的理论

在理论上导出了LB膜中拉曼散射强度和光的入射角、散射角及其分子有序排列方向角之间的关系,由此提出一种采用测定拉曼散射光强度的角分布来确定LB膜中分子有序排列的方向角的新方法。     

圆偏振光和线偏振光散射特性分析与比较

本文对圆偏振态和线偏振态两种光束在激射粒子场散射中的散射特性进行了对比和分析。散射粒子直径分别为：1．24μm、0．494μm、0．36μm、0．123μm、0．065μm。以粒子与水技不同比例混合液，作为散射粒子场．所得结果表明，散射光强度总是相对入射光束的偏振面呈对称分布；散射光强度对散射粒子大小敏感而与入射光偏振态无关；散射光中垂直偏振分量在两种光入射下存在完全不同的状态分布。     

关于布里渊散射强度角分布的探讨

运用经典的电磁场理论对布里渊散射强度和散射截面进行了推导,并在此基础上结合量子电动力学理论改进了经典的布里渊散射截面公式,对布里渊散射过程经典理论和量子理论的两种描述进行了比较和讨论。     

激光探测尾流微气泡的偏振特性研究

为了研究尾流中激光照明气泡幕的散射光强度和偏振的特性,利用基于偏振光传输的蒙特卡洛模型,对偏振激光入射含气泡群水体的三维空间分布模式进行仿真计算。研究了气泡和气泡群在不同气泡尺度,不同散射角条件下的散射光强和偏振状态;分析了气泡幕的气泡数密度,厚度对于散射光强度和偏振状态的影响。研究表明,散射光的强度和偏振度对气泡尺度和散射角较为敏感,气泡尺度参数越大,散射光强和偏振特征越趋向于集中在传输方向的小角度散射;气泡幕的数密度和厚度越大,散射光的强度随散射角度变化的敏感度下降,退偏振效果增强。