激光在云层中传输的特性分析及蒙特卡罗模拟

为了研究激光在云层中传输的多次散射特性,分析了传输过程中的功率损耗,并采用蒙特卡罗法模拟传输过程,得出时间展宽后的脉冲波形.结果表明,时间展宽后的脉冲具有陡峭的上升沿和指数形式的收尾;非对称因子、云层物理厚度、消光系数、接收视场角等对时间展宽都有影响,其中,非对称因子、云层物理厚度对时间展宽及时间延迟影响较大.     

激光在水下传输过程中退偏的蒙特卡罗模拟

通过对光子水下传输过程的MonteCarlo模拟,研究了海水对偏振激光的退偏振作用,得到了不同海水深度的退偏振度,同时研究了不同海水表观光学性质对海水退偏振的影响.结果表明,含有大量粒子的海水对偏振激光有明显的退偏振作用,当达到某一特定深度时,偏振激光将变成完全非偏振光.海水中分布的大小不一的微粒是海水退偏振作用的主要原因,同时海水的表观光学性质对海水的退偏振作用有着很显著的影响,随着海水总体衰减系数的增大,偏振激光完全退偏的传输距离变短.     

红外辐射在烟幕中的蒙特卡洛模拟

先简单介绍了蒙特卡洛方法的基本知识与应用领域,然后详细地介绍了多次散射,并强调了多次散射在干扰中的重要作用.针对红外烟幕对红外辐射有较强的吸收和散射作用,利用蒙特卡洛方法,模拟了红外在红外烟幕中的传输过程,并给出了具体实现算法;并利用了散射相位函数确定了散射角.最后通过实验验证了接收视场角的大小影响单次散射近似范围.     

激光脉冲水下传输时域展宽的蒙特卡罗模拟

建立蒙特卡罗模型模拟光子的水下传输,研究了激光脉冲水下传输后时间扩展特性,分析了传输距离、光接收面尺寸等系统参数以及海水介质不对称因子、海水有效衰减系数等水质条件对脉冲时间扩展特性的影响,模拟结果表明:传输距离越大,激光脉冲的时间宽度越宽;光接收面积越大,脉冲时间扩展越严重;海水的前向散射性越强,脉冲的时间宽度越窄;海...     

激光多普勒测量皮肤血流的Monte Carlo模拟

本文根据皮肤的双层模型,分别用两种相位函数给出光子与红血球碰撞的散射角,利用Monte carlo方法得出探测到的光子强度分布、光子数按频移的分布,以及总频移和平均频移与红血球浓度的关系。发现在低浓度时总频移与浓度呈线性,指出频移的强度涨落的一阶矩和带权重的一阶矩在低浓度时反映红血球的平均速率而在高浓度时反映均方根速率。     

基于蒙特卡罗的气泡后向散射信号的视场分析

为了研究气泡后向散射信号强度与气泡位置及接收发射视场之间的关系,采用蒙特卡罗方法对存在水槽边界条件下的水中气泡幕后向光散射回波信号进行了系统仿真,并结合实际的水槽实验,对不同气泡幕位置及接收发射轴夹角情况下的后向散射信号进行了理论分析和实验验证,取得了相应的气泡幕后向散射信号强度的实验与仿真数据。结果表明,对不同的接收发射轴夹角,存在一个回波峰值,且该峰值对应的接收发射轴线的夹角与气泡幕位置存在一一对应的关系,这一结果对实际海况下的舰船尾流气泡后向散射光探测试验是有帮助的。     

皮肤三层模型的Monte Carlo法模拟激光多普勒血流测量

本文提出了用Monte Carlo法模拟光子流在表皮、真皮及皮下组织中的传播。经过对模拟结果的分析,提出通过改变环状探测器与入射光束的距离来探测不同深度血流层的血流速度;发现频谱的指数下降规律;指出在血球浓度较小时,平均频移反映红血球的平均速率,在浓度较高时反映红血球的均方根速率;本文还给出了不同血球浓度下光子的穿透深度。     

生物组织中高阶光学参量对空间分辨漫反射的影响

采用Monte Carlo方法,研究了生物组织的二阶和三阶光学参量对空间分辨漫反射率R（ρ）的影响。当光源与探测器间距离ρ为几个输运平均自由程l1时,漫射近似理论不再适用,R（ρ）与散射相函数的高阶Legendre矩有关。研究表明：二阶光学参量γ对R（ρ）的影响范围约为5l1,在0．6l1〈ρ〈5l1范围内,R（ρ）随γ减小而降低;三阶光学参量δ对R（ρ）的影响范围约为2l1在0．3l1〈ρ〈2l1内,R（ρ）随占增加而降低;并且当不满足△δ〈△γ的条件时,δ对R（ρ）的影响会补偿γ的影响,使R（ρ）与γ的关系变得无规律。     

多普勒激光雷达回波信号的蒙特卡罗模拟

为了研究光在复杂几何形状和非均匀介质,尤其是激光在大气中的多次散射传输问题,采用半解析蒙特卡罗方法,对不同气象条件和系统参量下的激光雷达回波信号进行了数值模拟,得到了相对回波信号随时间变化的分布曲线,并分析了接收机视场角对回波信号的影响。结果表明,当接收视场角较小时,回波信号曲线与单次散射曲线近似重合,随着接收视场角的增大,单次散射作用减弱,多次散射作用增强。     

水平大气信道对圆偏振光偏振特性的影响

基于Mie散射理论利用偏振相关的Monte Carlo仿真方法对圆偏振光在水平大气中传输进行建模仿真。仿真结果表明:在大气能见度为5 km、传输距离为11.16 km条件下,接收光斑中心处保偏性能很好,且优于接收光斑边缘处保偏性能。进行了11.16 km水平大气链路左旋圆偏振光退偏实验,实验结果表明:在大气能见度为5~10 km,大气折射率结构常数Cn2=1.82510-13 m-2/3条件下,左旋圆偏振光经过长距离水平大气信道传输后偏振旋向不发生改变;接收光斑中心处保偏性能良好,优于接收光斑边缘处,和仿真结果趋势一致。     

非均匀植被地表散射的Monte Carlo数值模拟与实验观测

用Monte Carlo方法数值模拟电磁波在非均匀植被地表和目标的多次散射,得到随散射计空间移动观测下进而均匀植被地表的散射模拟结果,并与X波段散射计辐射计组合系统的观测试验的测量结果作了对比。     

Direct Monte Carlo simulation of hot-carrier conductivity

We present a Monte Carlo procedure which, by including the mechanism of generation and recombination from impurity centers, enables us to calculate directly from the simulation the field dependent conductivity for the first time. The reliability of the theoretical model has been checked by comparing numerical results with experiments provided by the Montpellier group and performed on p-Si at different acceptor concentrations and temperatures.     

船舰远程尾流散射光偏振特性的蒙特卡洛模拟

为了研究船舰尾流气泡幕散射光的偏振特性,利用偏振光传输的蒙特卡洛模型模拟了不同偏振态入射光经过船舰尾流时散射光偏振度的二维空间分布模式,分析了偏振度的径向分布与气泡半径、气泡散射系数和气泡幕厚度的关系。研究表明,尾流气泡幕散射光的偏振度的二维分布具有空间方位选择性,不同状态入射光的分布模式差异明显;随着气泡半径的增大,尾流气泡幕前向散射光偏振度二维分布的图像的空间方位选择特性减小;随着散射系数的增大,尾流气泡幕前向散射光的偏振度数值减小;随着气泡幕厚度的增加,尾流气泡幕前向散射光的偏振度数值减小。     

海洋激光雷达接收信号的Monte Carlo计算

在传统的半解析ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法的基础上作了进一步改进,用扭曲的Ｈｅｎｙｅｙ－Ｇｒｅｅｎｓｔｅｉｎ函数（Ｈ－Ｇ函数）来表示散射相位函数,并由Ｈ－Ｇ函数直接得出散射角θ的表达式。计算结果表明,用此方法对海洋激光雷达接收信号的模拟与实验结果十分吻合     

脉冲响应函数在Monte Carlo模拟中的应用研究

MonteCarlo方法是研究复杂面光源入射条件下光在生物组织分布规律的唯一有效手段,但直接的MonteCarlo模拟存在计算量大、收敛速度慢的问题。通过引入生物组织脉冲响应函数的概念,利用卷积方法计算光在穿过组织一定深度后的分布规律,编制了相应的程序并进行了大量计算机模拟,在此基础上,提出了一种对模拟结果进行评价的方法,利用该方法分析了光源离散量与脉冲响应函数模拟量对光场分布计算结果的影响,证明基于脉冲响应函数的MonteCarlo模拟可以极大地提高计算效率和收敛速度。     

扫描电子显微学中二次电子发射过程的蒙特卡洛模拟

利用蒙特卡洛模拟固体中电子散射轨迹的计算方法，系统地研究了扫描电镜中二次电子信号的发射过程。该模拟电子与固体相互作用的蒙特卡洛模型包含了级联二次电子产生的过程，并且采用光学介电函数方法描述电子的能量损失和相伴的二次电子激发。由于模拟计算可以给出背散射电子和二次电子的绝对产额，以及它们随加速电压和样品的原子序数的变化关系，因此可以用于模拟元素衬度和形貌衬度像。还计算得到了关于二次电子产生和发射的其它分布，并与实验结果作了比较。     

斜入射光束在半无限大生物组织内传播的Monte Carlo模拟

分析了斜入射光束在介质中的传播情况,利用VC++语言编制了一套平圆光束斜入射在半无限大生物组织内传播的Monte Carlo模拟程序,对几种不同参数值的情况进行了模拟,通过对模拟结果的分析,得出了平圆光束斜入射在半无限大生物组织内传播的规律.