梯度折射率半透明等温介质层的表观发射特性

将伪光源迭加法与光线分裂跟踪算法相结合,通过模拟计算介质的内部发射和辐射传递,研究了梯度折射率(GRIN)半透明介质层的表观发射特性.考虑折射率为线性分布的情况,计算分析了等温情况下不同参数介质层的表观方向发射率和半球发射率,并比较分析了离散层数对计算结果的影响.     

各向异性散射梯度折射率介质层的热发射特性

将蒙特卡罗法和弯曲光线跟踪技术相结合,研究了各向异性散射性梯度折射率半透明介质层的发射特性,介质层具有镜反射半透明表面和漫射基底面．重点分析了散射反照率和散射相函数对介质层表观方向发射率和表观半球发射率的影响,结果表明对于线性折射率分布的介质层,当散射较为强烈时,表观半球发射率可随介质层光学厚度增大而减小,这种现象与以往研究的半透明体的情况有显著的不同．     

梯度折射率半透明等温介质层的表观发射特性

将伪光源迭加法与光线分裂跟踪算法相结合,通过模拟计算介质的内部发射和辐射传递,研究了梯度折射率（GRIN）半透明介质导层的表观发射特性,考虑折射率为线性分布的情况,计算分析了等温情况下不同参数介质层的表观方向发射率和半球发射率,并比较分析了离散层数对计算结果的影响。     

逆正向蒙特卡罗方法及应用

在打破传统蒙特卡罗方法在光线跟踪计算时各个子过程连贯性的基础上,发展了灵活的逆正向蒙特卡罗法,进而利用该方法研究了介质的矢量辐射传输问题。通过建立一维梯度折射率半透明介质模型,模拟了大气层折射率分布,得到了考虑偏振时介质自身的Stokes矢量。研究结果表明,梯度折射率介质不同表面的发射率存在一定的区别,散射性介质在考虑偏振时表面发射率的结果与标量方法存在一定的差异。逆正向蒙特卡罗方法可用以解决矢量辐射传输这类复杂问题。     

高斯光束通过非线性梯度折射率透镜的传输特性

基于无像差自聚焦理论,使用ABCD定律导出了高斯光束在非线性梯度折射率介质中的解析传输公式。采用矩阵光学方法研究了高斯光束通过非线性梯度折射率透镜的传输特性。结果表明,介质的非线性性和非均匀性、激光功率及入射光束参数影响其传输特性。     

负折射率半透明薄膜的热发射特性研究

根据传输矩阵法和基尔霍夫定律研究了负折射率薄膜的热发射特性.较为系统地考察了相关参数对热辐射s偏振波的影响.研究结果表明,负折射率材料的热发射率随角频率的变化呈现复杂的振荡现象.同时也发现,它的发射率峰值有时在远离法线的区域.     

高斯光束在梯度折射率非线性介质中传播的数值解

本文用数值分析的方法,以一折射率梯度分布的非线性介质为例,讨论了两维高斯光束在这种介质中传播的状态以及光强变化时对光束本身传播方向的影响。     

散射性半透明介质内红外热辐射与相变耦合换热

半透明介质的相变传热必须考虑介质内红外热辐射传输的影响.研究了二维矩形吸收、发射、各向同性散射性半透明介质的凝固过程.假设凝固发生在某一温度区间,因此须考虑液、糊、固三个区域.采用有限体积法求解基于焓的能量方程,蒙特卡洛法求解红外热辐射传输.一维相变导热、二维瞬态红外热辐射与导热耦合换热的结果与文献进行了比较,吻合较好...     

梯度折射率介质中可控空心光束的传输特性

为了研究可控空心光束在梯度折射率介质中的传输特性,采用广义惠更斯-菲涅尔积分公式,推导出可控空心光束在梯度折射率介质中通过旁轴ABCD光学系统后的一般传输公式.在此基础上,结合光强二阶矩的方法,给出了相应的一般束宽变换公式.通过数值分析研究了梯度折射率介质传输场中强度分布和均方根束宽的变化特点,讨论了介质梯度折射率系数、空心光束的阶数、控制参数p对传输特性的影响.研究结果表明,在梯度折射率介质中,可控空心光束轴上光强和束宽随着传输距离呈现周期性变化.空心光束的阶数和控制参数p对光强分布和均方根束宽影响较大.并且在光强峰值位置处,光强分布不再保持原来暗中空的特性,而是迅速变为类高斯分布.     

具有镜反射正弦表面的半透明介质层表观光谱发射特性

通过离散基底面并结合光线跟踪法,将伪光源迭加法应用于一侧为镜反射半透明正弦曲面、另一侧为漫射不透明基底面的半透明介质层表观光谱发射问题．给出了等温介质的表观光谱半球发射率与方向发射率分布,并分析了有关参数的影响．结果表明,伪光源迭加法对求解具有镜反射半透明正弦曲表面的半透明介质层表观发射问题具有很好的适应性     

The photorefractive effect in directional coupler and Mach-ZehnderLiNbO3 optical modulators at a wavelength of 1.3 μm

Previous work has shown that at a wavelength of 1.3 μm and power levels on the order of a few milliwatts, directional coupler switches show negligible damage due to the photorefractive effect. The author's experiments at higher power levels (20 mW) show a significant reduction in performance for 1-cm-long directional coupler modulators with uniform electrodes. The reduction in modulation efficiency is in good agreement with a numerical simulation based on the coupled mode equations using index changes estimated from previous work. At similar power levels, Mach-Zehnder modulators showed little effect making them a good design for high power applications. Other electrode structures, such as the reverse Δβ type, might help alleviate the effect in directional couplers. Modulators operating at 1.55 μm should also show less susceptibility to the effect     

引入无量纲模型及弯曲系数的三波段红外测温优化研究

以红外辐射基本理论为基础,将红外温度测量同被测物发射率相分离,构建未涉及发射率的红外三波段测温向量组,解决红外测温结果同发射率耦合度低的问题。进一步优化三波段向量组,提出无量纲发射率模型及适宜波段条件。通过对发射率线性函数进行优化,引入弯曲指数n,拓展发射率函数的应用范围。适宜波段条件的提出则保证了三波段测温向量组结果的精确性。对四个硫化矿样本应用三波段测温法同传统红外测温法进行实验测温对比研究,分析结果表明:三波段测温法同真实温度吻合度较常规红外测量好,且相对误差明显小于传统红外测温,验证了三波段测温法的可用性及精确性。三波段测温法在保证测量精度的同时拓宽了普通单波段红外热像仪的应用范围,保证了硫化矿自燃红外预测数值精度。     

A Terahertz Blackbody Radiation Standard Based on Emissivity Measurements and a Monte-Carlo Simulation

Blackbody radiators are commonly used metrological standards of spectral radiance and radiation temperature according to Planck’s law of thermal radiation. In a well defined geometry of observation they also provide calculable irradiance for the calibration of radiation detectors. Here we describe the metrological characterization of a vacuum variable-temperature blackbody to serve as a source standard for FIR- and THz radiation from 5 μm to 200 μm (60 THz to 1.5 THz). The key quantity of the characterization is the effective spectral emissivity of its cavity. This is determined by angular resolved directional spectral emissivity and directional spectral reflectivity measurements of its wall coating, Aeroglaze Z306. From the reflectivity measurements the diffusity is determined. Spectral emissivity and diffusity in combination with the well known cavity geometry allow the determination of the effective spectral cavity emissivity via a Monte-Carlo ray tracing simulation.     

三氧化钨薄膜的红外发射率调制技术

研究了利用载流子对材料表面的红外发射率进行调制的方法.根据电磁波理论,讨论了物体表面的发射率与折射率的关系,折射率大的物体发射率低.物质的折射率与其中的载流子浓度有关,通过控制载流子的浓度可以对材料的发射率进行调制.以磁控溅射方法在ITO玻璃上制备了氧化钨薄膜.利用电化学方法对三氧化钨薄膜进行了H+离子和电子的注入和抽...     

Remote sensing of land surface temperature: the directional viewingeffect

Land surface temperature and emissivity products are currently being derived from satellite and aircraft remote sensing data using a variety of techniques to correct for atmospheric effects. Implicit in the commonly employed approaches is the assumption of isotropy in directional thermal infrared exitance. The authors' theoretical analyses indicate angular variations in apparent infrared temperature will typically yield land surface temperature errors ranging from 1 to 4°C unless corrective measures are applied