平面波入射下带电椭球体的内外场强分布

颗粒内部场强决定了粒子散射场强度及其对入射电磁波的吸收作用.借助椭球面的等效球面微元半径及带电球体粒子的Mie散射理论讨论了平面波入射下局部带电椭球体内外场强分布,并与不带电椭球粒子的结果进行了比较.数值结果表明:颗粒表面电荷显著改变了颗粒内外电磁场的分布规律及其强度,从而影响粒子的电磁散射性质.     

冰晶中空气及多次散射效应对雷达探测的影响

雷达反射率因子受云中冰晶粒子空气含量以及多次散射效应的影响.首先利用Debye理论计算不同空气含量下冰晶粒子的等效介电常数,之后利用基于矩量法的FEKO软件计算了不同空气含量下的RCS,结果表明:后向散射能量会随空气含量的增大而减小.针对云中粒子多次散射对雷达探测的影响,首先利用FEKO软件研究六种相同的非球形粒子的RCS随间距的变化关系,结果表明:最小互散射值均大于不考虑多次散射效应时的RCS;为了研究粒子的空间位置对散射截面的影响,利用HFSS软件研究了两个球形粒子的散射情况,结果表明:RCS增大或减小与粒子间相对位置有关;最后利用FEKO软件计算了多个非球形粒子组成的粒子群时的互散射问题对雷达后向散射截面的影响,结果表明:多次散射效应的RCS结果小于不考虑互散射的结果,因此多次散射增大或者减少后向散射的能量主要取决于各个粒子散射回波的相位.     

生物组织对偏振光背向散射Mueller矩阵的分布

用Stokes矢量描述光的偏振状态,光学器件对光的作用,用相应的Mueller矩阵表示,根据散射介质的对称性,从理论上推导出了生物组织背向散射Mueller矩阵的分布,对球形粒子组成的散射介质,画出了各Mueller矩阵元随方位角的分布图,与相应的实验结果进行了比较,结果表明,由球形散射粒子组成的不同粒子直径、不同浓度的散射介质,其背向散射Mueller矩阵的分布花样具有相似性,要区分各散射介质中散射粒子的大小、浓度等特征,必须细致的研究散射介质背向散射Mueller矩阵分布花样强度随径向的变化.     

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.     

煤烟凝聚粒子的光散射特性研究

离散偶极子近似方法（Discrete Dipole Approximation，DDA）是研究粒子散射特性的重要理论方法之一．利用该方法研究了煤烟凝聚粒子的散射问题，讨论了分形煤烟凝聚粒子的散射强度随凝聚粒子的形状、结构、相对折射率及入射波波长变化的情况．结果表明：煤烟凝聚粒子的光散射特性与其形状有着非常密切的关系；对于一个给定的形状不变的煤烟凝聚粒子，它的散射强度的大小随着入射波波长的不同而发生变化；另外组成煤烟凝聚粒子的基本粒子的个数也会影响煤烟凝聚粒子的散射强度，组成煤烟凝聚粒子的基本粒子的半径比入射波的波长小得越多，煤烟凝聚粒子的散射强度就减小得越快．     

雨滴的电磁衰减计算

雨滴的电磁衰减体现在雨滴散射的幅值(能量)和极化两方面。为计算雨滴散射的振幅衰减,借助瑞利近似,利用单粒子的电磁散射截面和吸收截面,结合雨滴的尺寸分布,建立散射区单位体积的总散射截面和总吸收截面方程。模拟结果表明电波波长越长,降雨量越大,雨滴电磁散射截面和吸收截面就越大。为计算雨滴的电磁极化效应,引入极化度的概念,利用M ie理论确定粒子散射远场的两相互垂直极化分量,其中场强的幅值由贝塞尔函数确定,角度依赖函数由勒让德函数确定,通过对不同尺寸雨滴散射场的极化模拟,发现随散射角的增大,两极化分量均减弱,但减弱快慢不同,且此消彼长,部分散射位置出现完全偏振光。模拟结果为修正降雨给通信造成的影响提供重要参数。     

动态光散射测定电介质溶液中蛋白质 HAMAKER常量实验研究

通过动态光散射技术间接的测量了电介质溶液中蛋白质的Hamaker常量.溶液中粒子的扩散系数对浓度的一阶线性依赖关系主要取决于粒子在溶液中所占的体积分数和粒子间的排斥力与吸引力.通过动态光散射技术测量不同离子强度不同浓度蛋白分子的扩散系数,根据扩散系数随蛋白浓度变化的斜率与离子浓度变化的相关性,回归出蛋白的Hamaker常量和蛋白的有效电荷.     

分形簇团粒子光学特性的数值计算

基于分形理论,模拟了具有分形结构的簇团粒子,用离散偶极子近似方法,计算单个簇团粒子光学特性,得到簇团粒子的散射强度随入射光波长变化的角分布,并将所得数值结果与T矩阵和Mie理论的数值结果进行比较,同时给出簇团粒子的线性极化度的角分布,为研究复杂结构目标散射体的光散射特性提供了有效的计算方法.     

气溶胶粒子的吸收对散射光强的影响

研究了气溶胶粒子的球形和旋转椭球两种模型的吸收效应对散射光强分布的影响. 文中使用Mie散射理论和T矩阵两种方法,分别得到了球形粒子和旋转椭球粒子对正入射的偏振光和非偏振光散射的散射光强随散射角的变化关系,同时,给出了气溶胶粒子的吸收效应对后向散射光强影响的仿真结果. 根据计算出的结果模拟得到了后向散射光强与球形气溶胶粒子的吸收效应成指数关系,而与旋转椭球气溶胶粒子吸收效应成非线性变化关系.      

中国不同地区降雨中光强衰减与方差特性研究

本文为研究雨中激光信号均值及方差与降雨率变化关系,首先通过MIE模型计算了不同波长粒子直径与散射参数的关系。然后分别计算了各种雨滴谱下光的相干场与非相干场的光强衰减,代入中国不同地区雨滴谱与Marshall-Palmer分布进行对比,计算不同雨滴谱下的单位距离光强衰减,再引入雨滴速度导出散射光强频谱计算散射场强方差。结果表明雨中激光信号方差随降雨率的增大先增大后减小,且与光强衰减具有一定相关性。最后,代入实测数据对模型进行验证,结果指出Marshall-Palmer分布模型与实测数据较为吻合。     

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．     

红外区金属铜粒子散射特性的计算与分析

在文[1]的基础上,根据M.L.Aden和A.Kerker的Mie散射理论计算了金属铜粒子在红外区的散射特性,得到了散射截面、吸收截面以及散射强度的光谱,并详细分析了影响散射强度分布的因素。     

基于波束级数展开的粒子椭圆高斯波束散射特性

基于矢量波函数之间的正交性等,得出了任意电磁波束的零阶场和x,y,z一阶场等粒子散射场的表达式,给出了各阶入射场展开系数与散射场展开系数的通用关系,以椭圆高斯波束为例,研究了椭圆高斯波束中粒子的散射特性,通过仿真分析了波束腰宽、照射距离等对散射特性的影响,验证了本文算法的有效性;研究表明:波束腰宽可以改善粒子的识别性能,波束中的粒子具有较强的前向后向散射特性.方法简单,为研究电磁波束的粒子散射特性探索了新的途径.     

对流层与平流层大气气溶胶微粒子的激光散射特性

根据Mie散射理论, 计算大气气溶胶主要微粒子的光散射光学截面和散射强度分布. 结果表明, 对流层和平流层中的微粒子在不同波段和粒径下, 对光的散射能力不同. 并模拟了散射场传播形成的彩色环, 衍射彩色环包含了粒子的尺寸和光学特性信息.      

KCl溶液对SERS系统中弹性散射的影响

1 实验及结果实验时测最吡啶银胶系统中掺入不同浓度KCl溶液时的散射谱。银胶未加样品时呈黄色,与吡啶溶液的体积比为6:1.上述系统中掺入不同浓度的KCl水溶液0.5mL,并在加入KCl5min后,分别测量其散射谱。图1给出了1×10~(-2)M吡啶银胶系统中掺入KCl后的散射谱。曲线A,B,C对应所加KCl浓度分别为0,3×10~(-4)M,6×10~(-4)M。由图可以看出:对比     

PCS颗粒测量技术中不同粒径颗粒的相互影响

在光子相关光谱(photon correlation spectroscopy，简称PCS)颗粒测量技术中，由于不同粒径颗粒的散射光强分布差异巨大，导致在多分散颗粒系中，进行颗粒粒度分布(particle size distribution，简称PSD)测量时，某些占有足够多数量的颗粒，由于其散射光强度相对微弱而被忽视，从而影响粒度分布的计算结果．     

基片与其上方尘埃粒子的复合电磁散射研究

利用互易性原理讨论了一维随机粗糙面与其上方球形粒子的复合电磁散射问题,并且对复合散射场进行了理论分析和公式推导.最后关于复合散射模型的后向散射截面与上方球形粒子的位置和尺寸的变化关系,进行了详细的图解和分析.     

水中微气泡激光散射场的特性

根据Mie散射理论研究水介质中微空气泡的光散射特性, 给出了散射强度分布、 散射光的偏振度与散射角的关系和前向散射光强与气泡半径的关系. 研究表明, 在一定波长下, 前向散射光强与气泡半径呈线性关系, 为空气泡的测量提供了理论模型.      

一种基于Mie散射的颗粒物浓度测量方法

 根据Mie 散射理论,采用连分式递推算法,进行了微粒散射的数值模拟。借助特殊函数库得出简化的Mie 散射理论的数值模拟方法,省去了推导的复杂性,同时提高了计算程序运算速度。利用水溶胶模拟大气溶胶进行光散射实验,采用三波长法计算得到各样本的平均粒径,根据消光定律模拟出微粒浓度与光强变化之间的关系,为空气中微粒浓度的测量提供了理论依据。