稀薄运动随机分布粒子的激光散射统计特征

依据球形粒子Mie散射理论,推导出在平面波入射情况下球形粒子的磁场表达式.将粒子散射振幅和微分散射截面从相对运动坐标系变换到静止坐标系,给出具有任意运动速度粒子的散射振幅和微分散射截面,理论模型具有自洽性.数值计算了波长为1.06 μm激光入射情况下,金属和介质两种粒子微分散射截面随粒子尺寸、散射天顶角以及粒子相对运动...     

硅片表面球形粒子散射及微分散射截面的研究

为了研究硅片表面球形粒子的光散射情况,根据Mie氏理论,采用相差模型,得到了球形粒子在任意线偏振光照射下的散射光光强空间分布的计算方法,给出了球形粒子在s偏振和p偏振光分别以0°和70°角照射下散射光微分散射截面的模拟计算结果,并与相关的实验结果进行了比较,对硅片缺陷自动检测仪的研制具有指导意义。     

手征涂覆球对高斯波束的散射

在广义米理论的基础上,通过把入射高斯波束、散射场和内部场用适当的球矢量波函数展开,给出了一种求解手征涂覆球对高斯波束散射的解析方法。待定的展开系数可由从边界条件得到的线性方程组求出。对于波束的区域近似模型,给出了微分散射截面的数值结果。结果表明：与介质涂覆的情况相比,手征涂覆对微分散射截面和散色场的极化特性都产生了较大的影响。     

球形气溶胶粒子对激光散射退偏特性的研究

介绍了气溶胶粒子光散射的基本理论及偏振特性的基本计算方法。根据Mie氏理论,通过建立光散射的穆勒矩阵,建立球形气溶胶粒子的光散射理论模型,并通过递推的方法进行数值模拟,研究了几种典型天气条件下球形气溶胶粒子对光散射偏振特性的影响。     

多激光波长在不同稀薄随机分布冰晶粒子层的散射特性

依据稀薄随机分布冰晶粒子的激光散射特性,当球形冰晶粒子分别服从指数、对数正态、Gamma三种不同分布时,数值计算并分析了0.65、1.31、1.55 m激光入射下不同稀薄随机冰晶粒子层的微分散射截面随散射角的变化关系。结果表明:入射激光波长的改变对冰晶粒子层的微分散射截面有一定的影响;当冰晶粒子服从指数分布时稀薄随机分布冰晶粒子层的微分散射截面最大,要比其他两个分布大几个数量级;不同激光波长和冰粒子的尺度分布对稀薄随机分布冰晶粒子层的激光散射特性有较大影响。文中所做的工作为进一步开展地空链路中冰晶粒子云层对激光传输特性的影响研究奠定基础。     

应用光散射法测量雾化场粒子尺寸分布的研究

本文介绍一种测量油喷嘴雾化场粒径分布的光散射方法。它是利用雾化粒子对入射光的吸收和散射特性,通过测量前向三角度上的散射光能,从而反演出雾化粒子的尺寸分布。为了快速、准确地反演出雾化粒子分布,本文推导出一种用于该问题的迭代算法。另外,有迭代算法的程序设计中还引入了矩阵理论及并行运算的思想,这使得计算光散射强度函数的运算速度得到大大的提高。文中最高发表了有关该算法的数值模拟结果,以及实际测量超声波喷嘴所产生的燃油雾化粒尺寸分布的数据。     

离轴球形粒子对高斯波束的散射

本文根据广义米氏理论，将入射高斯波束用矢量球谐函数展开，研究离轴球形粒子的电磁（光）散射。获得波束因子／ｇ表达式和它的局域近似结果，以及散射系数ａｎ和ｂｎ的计算公式。讨论了波束宽度和粒子离轴位置对散射系数、消光系数、散射强度角分布，以及对粒子的内场和表面场分布的影响     

微粗糙光学表面与掩埋多体粒子复合光散射特性

基于时域有限差分法/时域多分辨(FDTD/MRTD)混合方法研究了微粗糙光学表面与多体缺陷粒子的复合光散射问题。建立微粗糙光学表面与掩埋多体粒子复合散射模型,利用DB2小波尺度函数的移位内插原理,将计算区域分别划分为MRTD和FDTD方法区域,推导出复合散射场,计算微粗糙光学表面中掩埋多体粒子的复合散射截面,并与矩量法的结果比较以验证该方法的有效性。分析入射角、气泡粒子的个数、相对位置及深度等物性特征对微粗糙光学表面与掩埋多体粒子复合双站散射截面的影响。上述结果为光学无损检测、光学薄膜、微纳米结构的光学性能设计等领域提供技术支持。     

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.     

随机取向内外混合凝聚粒子辐射特性

采用离散偶极子近似方法对随机取向混合凝聚粒子在内外混合状态下的光学截面、单次散射反照率以及非对称因子等辐射特性参量进行了数值计算,详细讨论了混合方式、混合比等因素对混合凝聚粒子辐射特性的影响。研究表明,混合凝聚粒子的混合方式对非对称因子的影响非常大,对散射截面和单次散射反照率的影响比较大,但是对吸收和消光截面的影响不明显。随着凝聚粒子中基本粒子粒径和数量的增大,非对称因子、散射截面以及单次散射反照率受混合方式的影响变得愈加明显。此外,混合比的变化对不同混合状态下的凝聚粒子的辐射特性参量均存在不同程度的影响,并且此影响随着基本粒子粒径和数量的变化而显著变化。混合比相同情况下,所有外混合凝聚粒子的散射截面均大于内混合凝聚粒子的散射截面,而单次散射反照率却相应减小。     

二维非球形粒子随机介质中光场的传输特性

研究了散射粒子形状改变对光波在二维随机介质系统中的传输情况的影响。基于整体散射效应模型,建立了非球形粒子作为散射粒子的二维随机介质的模型。构建了模型的Maxwell方程,采用非均匀网格划分的时域有限差分(FDTD)方法解Maxwell方程,得到了TM模在非球形粒子二维随机介质模型中的传输及空间分布。采用快速傅里叶变换(FFT)对仿真获得的数据进行频谱变换,得到光波在频域上的发射谱。与以往的研究相比较,仿真结果表明,在非球形粒子系统中,光波的电场强度与球形粒子系统中电场强度随着散射粒子浓度的增加而增加不同,而是出现振荡的现象;发射谱显示,非球形粒子系统的模式竞争强于球形粒子系统,更易于实现模式选择。     

NUMERICAL SIMULATIONS OF POLARIZED SCATTERING FROM RANDOM CLUSTERS OF SPATIALLY-ORENTED, NON-SPHERICAL SCATTERS

Employing multiple scattering formulation of T-matrix method, numerical simulations are developed and applied to polarized scattering from random clusters of spatially-oriented, non-spherical particles. Polarized scattering is numerically presented for the functional dependence on particle shape, size, spatial distribution and orientation, and other physical parameters. Numerical calculations of backscattering from randomly clustered particles are well compared with that from independent particles and clusters. It can be seen that spatial distribution and orientation of non-spherical particles can have significant effect on scattering.     

任意取向非球形群聚粒子极化散射及其数值模拟

利用Ｔ矩阵法，通过严格求解Ｎ个粒子的多次数散射方程，发展了任意大小、空间分布和取向的多个非球形粒子集合性相干散射的数值计算方法。     

随机分布的多个非球形群聚散射体的极化散射及其数值模拟

本文利用T矩阵法,通过严格求解N个粒子的多次散射方程,发展了随机分布的多个非球形群聚散射体的集合性相干散射的计算机数值模拟方法。数值地给出了在空间随机分布的群聚散射体的极化散射与粒子的形状、大小、空间分布和取向等参量之间定量的函数关系。并将随机分布的群聚散射体的后向散射与单个粒子和单个群聚体独立散射的数值结果进行了比较,表明多个粒子的群聚分布对散射特性产生显著的影响。     

基于等效球形颗粒数的颗粒物质量浓度算法

从Mie散射理论出发,推导了粒子计数器(OPC)测量球形颗粒物质量浓度的计算公式.考虑非球形颗粒,从颗粒群粒度分布概念出发,提出了统计意义上的等效球形颗粒数概念,给出了非球形颗粒物质量浓度的理论公式,并利用该理论公式阐明了OPC测量非球形颗粒物质量浓度计算公式的合理性,进而给出了基于等效球形颗粒数的悬浮颗粒物的质量浓度算法.实验结果表明,该算法的质量浓度计算值与实际值十分吻合,因而为实现OPC在线测量悬浮颗粒物的质量浓度提供了一种可行途径.     

火灾烟颗粒Stokes散射矩阵的实验研究

针对火灾烟颗粒的Stokes散射矩阵,利用电光调制器、1/4波片、偏振片及锁相放大器等设计与搭建了火灾烟颗粒光散射实验平台;并基于该平台测量了棉绳阴燃、正庚烷明火及檀香阴燃生成的3种烟颗粒的Stokes散射矩阵中16个元素的角度分布.实验结果表明,这些烟颗粒在光散射过程中都体现出明显的非球形效应,尤其是阴燃过程生成的灰烟颗粒.这说明基于球形模型的Lorenz-Mie散射理论对于分析烟颗粒光散射特征存在一定的局限性,而为了进一步挖掘火灾烟颗粒光散射过程中的光强与偏振等信息,需要建立合理的非球形模型,从而为光电感烟火灾探测技术的发展提供指导与支撑.     

Amplification Effect on Rayleigh Scattering and SBS in 25 km Distributed Fiber Raman Amplifier

The amplification effect on stimulated Brillouin scattering （SBS） and Rayleigh scattering in the backward pumped G652 fibers Raman amplifier have been researched. The signal source is a tunable narrow spectral bandwidth （〈10 MHz） ECL laser and is pumped by the tunable power 1427.2 nm fiber Raman laser. The Rayleigh scattering lines are amplified by fiber Raman amplifier, and Stokes stimulated Brillouin scattering lines are amplified by fiber Raman amplifier and fiber Brillouin amplifier. The SBS lines total gain is a production of the gain of Raman and the gain of Brillouin amplifier. In experiment, the gain of SBS is about 42 dB and the saturation gain of 25 Ion G652 backward FRA is about 25 dB, so the gain of fiber Brillouin amplifier is about 17 dB.     

典型几何基元的高频散射建模方法梳理

高分辨率SAR图像中蕴含目标与环境丰富的信息,但复杂的电磁散射机制使其难以直观解译,这一直是SAR图像解译的重要研究课题.该文简单梳理了典型几何基元的高频散射建模方法,以面散射、线散射和点散射为线索简要回顾了若干高频散射机制的研究发展过程,并给出几种典型几何基元的散射机制表达式及部分仿真结果,分析了典型散射机制表征面临...     

粗糙面上混杂非球形粒子层全极化散射数值模拟

推导了随机取向有限细长圆柱的散射振幅函数,构造了粗糙面上非球形粒子层的矢量辐射传输方程的一阶Mueller矩阵解,包含了粗糙面面散射和粒子层体散射的五种散射机制.建立了粗糙面上混杂非球形粒子层的植被模型,其中垂直地面的有限长圆柱模拟树干,随机取向的有限细长圆柱模拟树枝,针状盘状粒子模拟针叶阔叶等.数值计算了粗糙面上混杂非球形粒子层的全极化散射,分析了各种散射机制的贡献,并与植被层散射的实验数据作了对比和分析.     

由近场测量确定目标空间散射特性的研究

本文谁了由平面近场测量确定目标散射特性的原理，导出了具体的计算公式，与其它测量方法相比，该法可以提取出目标散射特性的大理信息，对几种简单的目标模型进行了测量，所得到的背向散射图和不同方向来波照射目标的空间散射图均与理论计算符合良好，说明了方法的正确性和优越性。