紫外光脉冲非视线传输的Monte Carlo模拟

应用Monte Carlo方法建立紫外光脉冲在散射大气中非视线传输的模型,模型参数来源于大气透过率及辐射传输算法软件Modtran.利用该模型实现了对散射大气系统脉冲响应函数的模拟,为进一步分析和处理紫外光信号提供依据.     

非视线光传输模型的研究状况

对非视线光传输模型进行了综合评述.简单介绍了视距情况下的大气辐射传输模型Lowtran、Modtran和Fascode,阐述了非视线光传输的单次散射模型、蒙特卡罗法、离散坐标法的原理、方法,分别编写相应程序并进行对比,结果表明:单次散射模型的解析解形式简单、操作方便且计算速度快,但对条件要求较苛刻,与实际误差较大;Monte Carlo模型真实地模拟光子在散射介质中的传输行为,但它的运算量较大且收敛速度慢,使用指向概率法改进后的模型在运算速度和收敛性方面都显著提高;离散坐标法在处理有散射的辐射传输以及复杂边界的问题具有一定的优势,对该模型进行初步探索,发现模拟大范围辐射传输时对计算机内存要求很高.     

钾离子通道在黄曲霉菌孢子萌发中的作用

黄曲霉毒素严重污染农产品,威胁人畜生命健康,而孢子萌发是黄曲霉菌生存及侵染过程中的决定性事件,从最上游阻断孢子萌发可能是有效控制黄曲霉污染、开发新型抗菌药物的突破口之一。研究发现一定浓度的胞外KCl能够影响黄曲霉孢子的萌发。通过使用K+特异性荧光探针PBFI-AM,发现适合孢子萌发的特定浓度K+能够激发黄曲霉孢子瞬间产生较高的钾离子流,说明K+响应可能是黄曲霉孢子萌发的早期信号。4-AP作为特异性电压门控钾离子通道阻滞剂,能够明显抑制并延迟孢子的萌发。通过生物信息学预测,发现黄曲霉菌KCNA具有钾离子通道选择器序列,具备电压门控钾离子通道的α亚基属性。进一步构建KCNA非洲爪蟾卵母细胞表达体系,用双电极电压钳系统测得KCNA外向型电流,一定程度上证明了KCNA电压门控钾离子通道蛋白质属性,也说明电压门控钾离子通道参与了黄曲霉孢子萌发。     

单次散射近似研究非视线光传输中的误差

基于蒙特卡罗(Monte Carlo)方法建立了非视线光传输多次散射模型,引入大气光传输系统脉冲响应峰值大小,定量计算了单次散射近似研究非视线光传输时的误差大小。结果表明:大气吸收系数k_a对误差影响较小,误差随大气散射系数k_s和非视线传输光程S的增大而增大;当P值(k_s×S)＞3时,由于多次散射作用明显,误差＞80%;当P＜3时,误差随P值减小而减小,P＜0.3时,误差＜10%,此时单次散射近似可用来研究散射大气中非视线光传输问题。     

大气光通讯中基于蒙特卡罗方法非视线光传输模型

非视线(NLOS)光传输信道的研究目前常用单次散射近似方法,在进行较远距离、复杂天气条件下NLOS光传输模拟时误差很大,为此,本文提出并建立了一种基于蒙特卡罗方法NLOS光传输模型.研究表明,该模型与单次散射近似应用在近距离、天气条件好时NLOS传输的模拟结果比较吻合.进行了不同距离的NLOS光传输对比实验,结果验证了该算法的正确性和有效性.