云雾场多尺度水滴和冰晶粒子的脉冲激光后向散射特性

为研究云层中冰晶和水滴粒子的尺度、散射等光学特性对飞行结冰的影响，该文基于联合散射理论，建立多尺度水滴和冰晶粒子的激光后向散射模型，分析了水滴与冰晶粒子的光学特性对后向散射的影响。结合工程应用模拟云雾场实验环境，测试不同粒子浓度下的1.064μm和0.532μm激光后向散射。结果表明，随着云粒子浓度增加，云层后向散射发光强度增大，实测数据与理论数据最大误差不高于7%。0.532μm波长激光的后向散射功率明显高于1.064μm波长激光，云雾场后向散射与粒子浓度几乎呈线性增长，并且冰云的后向散射系数普遍高于水云，差异可达到2～30倍。     

气溶胶粒径区间对其消光、后向散射及消光后向散射比影响的数值分析

利用Ｊｕｎｇｅ谱对多道光电粒子计数器的测量谱进行了模拟，根据光散射的米氏理论，考察了气溶胶小位子对其消光、后向散射及消光后向散射比的影响情况，对估计由实测谱及折射指数计算以上三个参量所带来的误差具有一定参考价值。     

大气气溶胶光学参数的高光谱分辨率激光雷达探测研究

系统地介绍了国内第一台基于碘吸收滤波器的高光谱分辨率激光雷达系统,及有关的数据处理和测量结果．该系统以种子激光注入的窄带Nd：YAG激光器作为发射光源,利用碘吸收滤波器作为高光谱分辨率滤光器件,将接收到的激光后向散射信号分成能量监测和光谱监测两个探测通道,实现对大气气溶胶散射和分子散射的光谱分离．在没有其他假设、仅利用标准大气模型计算结果的情况下,直接测量得到气溶胶后向散射比、后向散射系数．与以往米散射激光雷达大气气溶胶参数提取方法如Klett方法相比,该测量方式无须激光雷达比即气溶胶消光系数对后向散射系数之比的假设．     

基于蒙特卡罗方法的大气激光通信后向散射特性分析

激光在自由空间进行传输时,受大气分子和气溶胶粒子的影响,发生的后向散射效应会降低激光传输系统的可靠性,研究激光在大气中传输的后向散射效应,可以有效提高激光通信系统的安全性和保密性。利用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法对大气后向散射信道特性进行分析,建立了激光在大气中传输的后向散射理论模型,为了提高蒙特卡罗算法的计算效率,在原模型的基础上提出了一种改进的快速蒙特卡罗方法,分析了能见度、非对称因子以及介质反照率对后向散射能量的影响,利用MATLAB进行了仿真模拟分析,得出后向散射能量随能见度、非对称因子以及介质反照率的变化规律,结果表明该方法可以准确和快速地计算后向散射能量,并为激光通信系统的设计提供了依据。     

鄱阳湖浑浊水体后向散射系数模拟及校正研究

湖泊水体后向散射系数是水色遥感反演模型的重要参数,浑浊2类水体的后向散射特性影响因素较多,相对其他固有光学参数其测量难度大.以鄱阳湖为例,对湖区水体进行野外光学测量,采用半分析模型方法模拟后向散射系数,从而得到本地化的后向散射概率,实现水体后向散射系数的精确校正.研究结果表明:鄱阳湖水体后向散射概率随着波长的变化而改变,呈显著的2次函数关系;鄱阳湖总悬浮颗粒物浓度50 mg·L-1的中低浑浊水体420、442、470、510、590和700 nm的后向散射概率分别为0. 007 0、0. 012 6、0. 013 9、0. 016 9、0. 023 8、0. 026 9,均值为0. 016 9,标准偏差为0. 008 0;总悬浮颗粒物浓度≥50 mg·L-1的高浑浊水体,在绿光至红光波长的后向散射概率较为稳定,与中低浑浊水体后向散射概率一致;而紫光至蓝光波段不稳定,此段范围是高浑浊和中低浑浊水体的后向散射概率调整的关键波段,420、442 nm的后向散射概率分别调整为0. 006 1和0. 010 2.研究结果可为湖泊浑浊水体后向散射系数精确校正提供研究思路、方法和数据支持.     

基于喇曼散射的分布式光纤温度检测系统的研究

本文综述了当前基于后向散射的分布式光纤温度检测系统的理论基础,分别是基于后向喇曼散射、后向布里渊散射和后向瑞利散射类型的传感器.分析了目前研究较多最为成熟的基于喇曼散射的分布式光纤测温系统,根据对光纤传感器中弱光信号特点的研究,指出在保证温度分辨率的前提下缩短系统温度响应时间的方法,改善了系统的信噪比,提高了系统的实用性.     

氢中后向anti—Stokes辐射产生机制的分析

分析了在受激Ｒａｍａｎ散射中后向ａｎｔｉ－Ｓｔｏｋｅｓ辐射产生的几种可能性，与氢的实验结果作了比较，进一步支持了氢中后向ａｎｔｉ－Ｓｔｏｋｅｓ辐射来源于受激Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ散射感生的轴向相位失配的四波混顿过程的观点。     

动态海面与运动球形目标后向复合电磁散射及Doppler谱研究

应用物理光学近似和Mie理论分别求解了导体海面的表面电流及球形目标的一次散射场,利用Kirchhoff近似求解了海面的后向散射场．同时借助互易性原理降低了求解球形目标和海面之间二次耦合散射场的难度,讨论了球形目标尺寸、位置等对二次后向耦合散射场的影响,对不同入射角下后向复合散射场的Doppler频谱特性进行了详细分析．     

椭圆柱体对电磁波散射的系统辨识模型

作者利用圆柱体的散射场逼近椭圆柱体对电磁波的散射，建立了椭圆柱体散射的系统模型，分析了模型的物理意义，提出了进一步改善计算精度的方法；在毫米波段对模型所得结果进行了仿真并和圆柱体的散射场进行了对比，结果表明：当电磁波沿椭圆柱体的轴极化时，散射场主要是由平行于该轴的偶板子产生的，当椭圆柱体的大小和波长相差甚远时，椭圆柱体的散射截面小于同尺寸圆柱体的散射截面．当目标大小与波长可比拟时，椭圆柱的长短轴显著地影响着散射截面，与入射波的极化状态有关．绕射场的增强使得椭圆柱的前向表面电流大于圆柱的表面电流；当入射场垂直椭圆柱体的轴极化时，对于较大的椭圆柱目标而言，后向面电流和圆柱体的后向电流相差不大，但前向面电流与圆柱体的面电流相差较大，甚至相位相反。     

金属-电介质纳米核壳结构的零背向散射特性

本文基于Mie散射理论,设计并研究了具有高定向、可调谐零背向散射特性的"金属-低介电-高介电"纳米核壳结构.分析了低介电层的厚度和折射率对偶极电、磁共振位置及强度的影响,发现将偶极电和磁共振在光谱上调节到重合,满足第一Kerker条件,可以实现零背向散射和显著增强的前向散射.进一步说明通过改变核壳结构的内核厚度和外半径或高介电层的折射率,能够实现零背向散射波长的可调谐.研究结果将对设计基于零背向散射的纳米结构和器件有重要的指导意义.     

水下距离选通成像系统后向散射光的计算

为了实现在室内测试距离选通成像系统的分辨力，建立了后向散射光模型．分析并给出了典型的脉冲激光照明的水下距离选通成像系统的光学几何结构和相关参数．采用辐射传输理论建立了水下距离选通成像系统的后向散射光模型．编制了相应的计算机程序，根据典型系统参数计算并绘制了系统的重叠系数和后向散射光随时间的变化曲线．结果表明，到达探测器的后向散射通量随时间快速上升，达到最大值后又快速下降，5ns激光脉冲的后向散射辐射通量集中分布在20ns时间间隔内。     

分形导体粗糙表面的后向增强效应分析

针对粗糙表面散射实验中的后向散射增强现象,采用锥形波束入射的矩量法定量计算了分形粗糙表面的后向散射增强效应,研究了波形参数和表面尺寸的匹配问题,分析了不同入射角下散射增强的角宽度,比较了不同分维数和表面模型下散射增强的幅值。数值计算结果证明了该算法的有效性。     

光纤陀螺中光源谱特性对后向散射的影响

就应用不同光谱特性的光源在光纤陀螺中所产生的瑞利后向散射噪声作了理论上的分析,并对用掺铒光纤超荧光宽带光源在光纤陀螺中的后向散射噪声也进行了分析比较,分析表明直接用光谱谱型付里叶变换法和用光谱模拟近似法计算后向散射噪声大小,结果十分接近。     

基于干涉合成孔径雷达测高原理的雷达散射截面测试杂波抑制方法

针对近场扫描体制电磁散射测量中的杂波抑制问题,提出了一种基于干涉合成孔径雷达测高原理的高度向滤波方法.该方法首先通过在不同高度下的天线两次直线扫描,得到目标的两幅雷达二维像;从雷达图像中提取散射中心的幅相数据后,再利用两次测量得到的散射中心相位差并结合扫描天线高度信息,解算得到该散射中心的高度;根据被测目标的高度范围,设置高度向滤波器,滤除目标高度区以外的散射源杂波;滤波后可以重构得到目标的雷达散射截面,实现抑制杂波、提高测量精度的效果.仿真结果表明,使用该方法处理后目标RCS均值误差小于1 dB.从试验结果来看,使用该方法可从与目标散射量值接近的强杂波背景环境中准确提取目标散射中心.      

基于二阶谱的海面微波散射特性仿真

基于波面的二阶谱特征,研究了粗糙海面后向散射特性并进行了数值仿真。仿真结果表明,在散射模型中考虑海浪波面的二阶谱特征时,海面微波后向散射特性呈现出随方位角和入射角等参量变化的差异,体现了粗糙海面的非线性效应。     

阶跃型多模光纤参数的理论误差及其修正方案

对波动理论和射线理论算得的散射图进行了比较,找出了特征散射角的差异.在后向散射区中找出了修正这种差异的经验公式,在前向散射区中找出了差异较小的区域。提出了综合利用前、后向散射图,测定阶跃型多模光纤结构参数的一种修正方案,理论误差较小,容易鉴别特征散射角。     

椭球粒子对电磁波散射的系统辨识模型

利用球形粒子的Mie解逼近椭球粒子的内外透射场与散射场,首先建立了求解任意椭球粒子对电磁波散射的系统辨识模型,在毫米波段,数值计算了非球形雨滴的内外电磁场和微分散射截面.结果表明雨滴的前向散射场大于后向散射场,后向散射场无径向分量,较大的球粒子的Mie解对椭球粒子的内外场的贡献较大,椭球引起的交叉极化分辨率随观察点的变化而变化;讨论了进一步提高计算精度的方法.     

基于平行光束的后向散射光电感烟探测器的研究

简要介绍了光源辐射功率和波长、粒子浓度、粒径、散射角、散射体积和光敏元件的受光面积等对散射光电感烟探测器的影响，散射光强度与散射角度和粒径的关系，并说明了利用后向散射来设计出对黑烟和白烟都敏感的光电感烟探测器成为可能．     

基于后向散射场的介质目标重建方法

给出于多频多方向平面波照射下的后向散射场的介质目标重建的ＮｅｗｔｏｎＫａｎｔｏｒｏｖｉｃｈ方法，利用矩量法将算子方程化成矩阵形式，再采用Ｔｉｋｈｏｎｏｖ正则化方法求解病态方程组，数据结果先给出了单频情况下基于后向散射场所存在的较严重的病态特性和不唯一性的数值例子，然后给出了用此方法反演３种较典型介质目标的反演结果。     

大气中气溶胶颗粒对红外激光的散射特性研究

在利用红外激光雷达探测大气中各种成分浓度时,研究大气中气溶胶颗粒在该红外波段的光学散射特性有重要意义.特别是大气中气溶胶颗粒的散射系数和后向散射率是基于红外激光雷达探测大气后向散射回波信号的重要参量,直接影响探测系统的测量精度和有效探测距离.根据等效球的米氏散射理论,分析大气气溶胶颗粒在该波段的散射效率因子和散射相函数,可准确计算出不同半径和不同密度时大气气溶胶颗粒的散射系数和后向散射率大小.利用仿真模型计算得出,当大气气溶胶颗粒的半径增加时,其散射效率因子的数值振荡衰减,最终稳定于2.04处;而当入射激光波长不变时,大气气溶胶颗粒的后向散射率数值与其半径的变化呈反比.