随机粗糙面电磁散射特性的研究方法

随机粗糙表面电磁散射理论在光学、声学、电磁学、医学等领域有着广泛的应用。由Maxwell方程结合边界条件导出的积分方程是粗糙面电磁散射问题的基本理论依据。本文将研究粗糙面电磁散射的方法分为两类—近似法与数值法。近似法主要有基尔霍夫近似与微扰法;数值法主要有矩量法与时域有限差分方法等。近似法简单,但有一定的适用范围;数值法较精确,但其计算复杂。实际中往往采用近似法计算粗糙面的电磁散射,而用数值法来研究近似法的有效性。     

随机粗糙面电磁散射特性的研究方法

随机粗糙表面电磁散射理论在光学、声学、电磁学、医学等领域有着广泛的应用.由Maxwell方程结合边界条件导出的积分方程是粗糙面电磁散射问题的基本理论依据.本文将研究粗糙面电磁散射的方法分为两类-近似法与数值法.近似法主要有基尔霍夫近似与微扰法;数值法主要有矩量法与时域有限差分方法等.近似法简单,但有一定的适用范围;数值法较精确,但其计算复杂.实际中往往采用近似法计算粗糙面的电磁散射,而用数值法来研究近似法的有效性.     

非均匀散射介质的二维矢量辐射传输方程

近十多年来,辐射传输(RT)理论已广泛地应用于被动和主动遥感中散射和热辐射的模式仿真计算。但是散射介质的模型大都是水平无限伸展平行分层,散射元统计均匀分布的随机介质。因此,辐射传输方程是一维的,但是,在地表遥感、大气云辐射、高温熔炉中热输送等诸多问题中,产生散射和辐射的随机介质许多是非均匀的。要研究非均匀散射介质上散射和     

广州大气中非活体植物释放单萜烯的特征及成因初探

对广州空气中单萜烯的研究表明,一些特殊样点（如垃圾填埋场）空气中单萜烯总量甚至高于周围植被很发育的地方,街道旁所采样品中单萜烯总量的平均值为１．９μｇ／ｍ＾３,公园植物园和林地样品中为２．２μｇ／ｍ＾３,农作物样品中为１．５μｇ／ｍ＾３,而垃圾填埋场样品则达４．１μｇ／ｍ＾３,这说明除活体植物直接排放外,其他源（如垃圾填埋场）在一定条件下的排放也可能对单萜烯等非甲烷烃胡贡献。从组成上看,垃圾填埋场     

地物散射特性的实验研究

1994年4月3日至4月27日,我们参加了“美国航天飞机中国组雷达试验”,负责地面散射测试。利用车载X,L波段散射计对小麦地、裸地等典型地形地貌进行了散射测量,获取了丰富的散射数据。结合以前我们获得的地物散射实验数据,本文分析了散射系数与入射角的关系,并建立了参量具有明确物理意义的实验模型。同时,提出了一种植物分类的方法即植物的散射极化特性分类,据此指出了不同类型的植物应采用不同的极化方式遥感。本文最后还分析了散射系数与“植物量”的关系。     

小角X射线散射方法测定二氧化硅干凝胶的比表面

应用同步辐射小角Ｘ射线散射方法测试了不同制备条件下二氧化硅干凝胶的孔隙结构,发现了散射曲线对Ｐｏｒｏｄ定理和Ｄｅｂｙｅ散射理论的遵守与偏离（正偏离和负偏离）的各种情况．在遵守Ｐｏｒｏｄ定理和Ｄｅｂｙｅ散射理论的情况下,Ｐｏｒｏｄ方法和Ｄｅｂｙｅ方法所得的比表面比较接近．在偏离Ｐｏｒｏｄ定理和Ｄｅｂｙｅ散射理论的情况下,提出了相应的比表面计算方法,所得结果同样取得了较好的一致性．     

极紫外投影光刻技术

极紫外光刻最有可能成为下世纪初批量生产线工小于０．１μｍ集成电路的技术,倍受世界各国,尤其是美国和日本两个集成电路生产大国的密切关注,近年来得到了飞速发展。先后在极紫外光刻用无污染“碎片”激光等离子体光源,高反射率极紫外层膜制备技术,面形精度达亚纳米表面粗糙度均根值小于０．３ｎｍ的非球面超光滑表面加工与检测技术,无应力光学装校与调整,缺陷密度极小的反射式掩模,适于极紫外光曝光的表面成象光刻胶技术和     

忽略1.6μm偏振计算对二氧化碳反演精度的影响

散射引起的偏振效应会对卫星遥感二氧化碳精度产生较大的影响.本文利用逐线积分方法和累加法精确模拟了星载仪器近红外1.6μm波段的大气层顶偏振辐射特征,计算了分子散射和气溶胶散射引入的偏振效应,分析了偏振效应对大气二氧化碳反演精度的影响.研究表明:1.6μm波段散射引入的偏振效应明显,并随太阳高度角、观测天顶角、气溶胶光学厚度、地表反射率而变化.除个别大角度观测天顶角外,偏振效应随太阳天顶角升高、气溶胶光学厚度增加、地表反射率的减小而变大,并且在吸收线位置的影响要高于窗区.忽略偏振效应导致的大气二氧化碳反演误差随太阳天顶角的升高、气溶胶光学厚度的增加以及地表反照率减小而增大,并且该误差与仪器观测角度有关.模拟结果显示在高太阳天顶角、高气溶胶光学厚度以及低反照率场景下,忽略偏振计算可能引入高于10 ppmv(1 ppmv=10~(-6) L/L)反演误差,远高于1~2 ppmv观测需求.为减小误差,基于该波段的二氧化碳反演需要考虑大气辐射偏振的影响.     

粗糙表面激光散射镜反射方向的边凸现象

1987年,O’Donnell和Mendez首次观察到激光(6328A)在具有较大统计斜率的金属粗糙表面上的后向散射增强效应。Kirchhoff近似的单次散射理论和微扰动理论,都不能得出这种效应。然而全波理论、Monte—Carlo方法和Kirchhoff多次散射理论以及更精确的实验,则对后向散射增强效应作了解释,说明产生后向散射增强的主要原因是由于在粗糙表面上发生了多次散射。     

“嫦娥一号”对环形山起伏非均匀月表层微波辐射观测的理论建模分析

中国“嫦娥一号”探月卫星在世界上首次采用多通道微波辐射计垂直测量月球表面的微波热辐射, 以期由多通道微波辐射亮度温度了解整个月球表面的微波辐射特征, 进而反演月壤层厚度, 估算月壤层富含的氦3含量. 在该科学目标和技术条件下, 讨论了月球表面微波辐射理论建模中月表粗糙面、温度廓线介质辐射、密集粒子散射等物理要素的影响. 按照月表面环形山数目与形态的统计特征, 数值构造环形山随机分布的月表面地形. 由规则三角形网格对“嫦娥一号”微波辐射计空间分辨率量级的月表面地形数值剖分, 来计算随机起伏粗糙月表面微波平均反射率与发射率. 数值结果表明在“嫦娥一号”微波辐射计空间分辨率的条件下, 环形山月表面可视为平表面建模. 由具有相干势的准晶体近似讨论了月壤层密集颗粒的散射与吸收特性, 及其月壤层有效介电常数的计算. 用分层辐射传输方程推导具有非均匀温度廓线分布的月尘、月壤、月岩层微波辐射亮度温度, 分析了各个物理参数对辐射亮度温度的影响. 从而分析了“嫦娥一号”对月表面微波辐射观测的三层结构理论建模与参数选取.     

原子-分子散射的GES理论

原子-分子散射的Sudden(Energy sudden and Infinite order sudden)理论在研究非弹散射及反应散射方面都已取得了一些令人满意的结果,但是Sudden理论在处理阈能散射时却遇到了困难,因此近几年不断有人提出了对Sudden理论的修正。本文从原子-分子散射的Lippmann-Schwinger方程出发,通过对全Green算子的恰当数学处理,导出了原子-分子散射的GES(Generalized Energy Sudden)理论的散射振幅的明确数学表达式,它不仅解决了阈能散射的困难,也适合于处理较低能量的散射问题,且具有明确的物理意义。     

2001年春季东亚-北太平洋地区沙尘气溶胶的辐射强迫

中国科学院重大国际合作研究项目“风送沙尘的形成、输送机制及其对气候与环境的影响”期间, 在中国西北部沙漠地区进行了气溶胶采样, 经过成分分析和理论计算, 得出了该地区沙尘气溶胶的主要光学特性. 与其他沙尘模型相比, 源于中国沙漠的沙尘气溶胶复折射指数偏低, 对太阳辐射的吸收性较弱, 散射较强, 前向散射偏弱, 后向散射偏强. 将其作为中国和东亚地区沙尘气溶胶光学模型的代表, 模拟了东亚-北太平洋地区2001年春季平均辐射强迫. 计算得出: 该地区大气顶的平均净辐射强迫为-0.943 W·m^-2, 其中短波-1.700 W·m^-2, 长波+0.759 W·m^-2; 地面净辐射强迫为-5.445 W·m^-2, 短波-6.250 W·m^-2, 长波+ 0.805 W·m^-2. 最后给出了东亚-北太平洋地区大气顶和地面的辐射强迫分布.     

宇宙学常数Λ≠0时复合时期的电离率和最后散射面

非零宇宙学常数在Ｈｕｂｂｌｅ常数取值较大时对大爆炸宇宙学模型具有现实意义,计算了宇宙学常数不为零时复合时期电离率的演化和最后散射面的位置,所得结果可应用于计算宇宙微波背景辐射的涨落。     

《辐射和光场的量子统计理论》

本书内容大致分为两部分：一是有关光场和电子场（相对论性）的量子化，光子的基本性质（如自旋、宇称、动量和角动量、能量等），狄拉克方程的物理内涵和正反电子对的概念，量子电动力学的基本方程组，洛伦兹条件问题，散射算符和费曼图，原子对光子的吸收，电多极辐射和磁多极辐射，原子在强光下的拉比振荡，共振荧光等；二是光场的相干态和挤压相干态，光场的量子统计描述，光学测量与光场的相关函数，原子和光场与库的作用，耗散与涨落的量子统计理论（主方程和量子朗之万方程），激光的量子理论等．     

卫星红外反演洋面温度的卷云大气订正方案

本文首先简要地评论了国际上卫星红外遥感反演洋面温度（ＳＳＴ）的发展。然后,应用半经验、半理论方法,提出一种新的卷云大气ＳＳＴ非线性反演方法。对应于３个不同的ＳＳＴ气候区域,用改进的甚高分辨辐射计（ＡＶＨＲＲ）卫星实测数据和理论模拟值,分别建立了卷云大气中３个ＳＳＴ反演方程,并对一些有关问题进行了讨论。     

钯纳米粒子体系中的近场耦合与SERS效应

利用广义米氏散射理论(Generalized Mie)从理论上系统研究了球形钯纳米粒子二聚体的线性光学性质及其表面增强拉曼散射效应. 计算表明, 粒子间的近场耦合效应对粒子对的吸收、散射和消光光谱影响显著, 其表面等离子体激元共振峰的位置随粒子间隔的变小而显著红移. 在耦合效应和尺寸效应的共同作用下, 钯纳米粒子二聚体中“热点”位的最大SERS增强因子可达到107~108, 表面平均SERS增强因子可达105~106. 通过对远场和近场的对比研究, 发现消光谱与粒子间的近场增强谱的谱型大致相同, 但消光谱的极值峰位与SERS的最大增强峰位之间存在一定的偏离, 这显示了表面等离子激元共振对远场和近场的不同影响, 我们对此进行了讨论. 相关结果对揭示远场与近场的关联性及探索过渡金属体系中表面增强散射的电磁场增强机理有较重要的科学意义.     

上新世以来毛乌素沙地阶段性扩张的黄土-红粘土沉积证据

对靖边郭家梁红粘土－黄土剖面做了古地磁、磁化率和粒度分析,表明此厚度为２８０ｍ的剖面具有３．６Ｍａ以来基本完整的风成沉积地层。应用砂粒百分含量（〉６３μｍ）作为指示风成物质来源区范围和干旱程度的间接指标,发现３．６Ｍａ以来毛乌素沙地有３次大的扩张过程,分别发生在２．６,１．１和０．６ＭａＢＰ前后。毛乌素沙地的阶段性扩张可能同全球性的冰量增加和区域性的青藏高原抬升及冬季风增强有成因上的联系。     

富勒烯薄膜的波导Raman散射增强效应

以C_(60),C_(70)为代表的富勒烯材料,自Kr(?)tschmer等人发现其有效制备方法之后,已成为材料科学研究的热点之一,被认为在半导体、超导体、有机导体、非线性光学、金刚石薄膜合成、有机化学、医药、润滑等方面有着巨大的潜在应用价值.尤其是作为一种新型光学材料而倍受人们关注.C_(60)由于具有共轭大π电子云体系而表现出强烈的三阶非线性光学效应,使其有可能成为十分有前途的非线性光学材料,而其反饱和吸收特性则使其可以制成光限幅器件、光双稳器件和全光学开关等.本文研究了沉积于粗糙介质表面C_(60)薄膜的波导Raman散射(waveguide Raman scattering).波导Raman散射是结合集成光学和Raman散射的一种测试介质上薄膜性能的灵敏方法,文献[4]报道了C_(60)薄膜的波导Raman散射现象,但是用的光源为100mW的Ar~+激光.然而,这种较强的激光有可能破坏C_(60)膜中的分子结构诸如发生聚合反应等,从而影响其本征的Raman谱.本文报道了采用30mW的He-Ne激光为激发光源,观察到粗糙介质表面C_(60)薄膜的波导Raman散射增强效应.     

十六烷基三甲基溴化铵蠕虫状胶束的形成及其性质

利用激光光散射（ＬＬＳ）、＾１ＨＮＭＲ和荧光探针等技术研究了ＫＢｒ浓度对十六烷基三甲基溴化铵（ＣＴＡＢ）胶束性质的影响,其性质包括胶束的摩尔质量ＭＷ,旋转半径Ｒｇ,流体力学半径Ｒｈ和胶束的微粘度,结果表明,在０．０１ｍｏｌ．Ｌ＾－１ＣＴＡＢ胶束体系中,随着ＫＢｒ浓度地增大,Ｒｈ从３．５ｎｍ增至４３ｎｍ,Ｒｇ增至８９ｎｍ,Ｗｍ高达１０＾６,胶束的微粘度亦增大。但ＫＢｒ的浓度小于０．１ｍｏｌ．Ｌ＾－１     

H+H_2→H_2+H共线反应几率的LCAC-SW量子散射计算

量子反应散射理论能够揭示出化学反应过程中的隧道贯穿、共振等量子效应,这是经典、半经典或准经典散射理论无法做到的.量子反应散射理论有紧耦合微分方程(CCDE)法和代数方程法之分,前者非常复杂,匹配过渡态与入射通道波函数及过渡态与产物通道波函数需要耗费大量的机时.Miller的S-矩阵变分法是量子反应散射理论中代数方程法的经典之作,由于其波函数自然地满足了边界条件,无需匹配计算,而且是解代数方程,因此较之CCDE简单易行,在理论化学界享有盛誉.邓从豪等曾分析了S-矩阵变分法与量子化学的