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黑曲霉孢子红外波段消光性能研究

红外与激光工程 2014年第7期43卷 2175-2179页

作者：李乐胡以华顾有林陈卫脉冲功率激光技术国家重点实验室(电子工程学院) 安徽合肥230037 电子制约技术安徽省重点实验室安徽合肥230037

采用压片法对黑曲霉孢子2.5-15μm波段的反射光谱进行了测量。针对采集的光谱数据，利用Krames-Kronig（K-K）关系对黑曲霉孢子2.5-15μm波段的复折射率进行了计算。然后,根据Mie散射理论求出了2.5-15μm波段黑曲霉孢子质量消光系数，... 详细信息

采用压片法对黑曲霉孢子2.5-15μm波段的反射光谱进行了测量。针对采集的光谱数据，利用Krames-Kronig（K-K）关系对黑曲霉孢子2.5-15μm波段的复折射率进行了计算。然后,根据Mie散射理论求出了2.5-15μm波段黑曲霉孢子质量消光系数，并对结果进行了分析和讨论。分析结果表明，在粒径r=1.2μm时，黑曲霉孢子在2.5-15μm波段的平均质量消光系数为0.68 m2/g，随着粒径的增大，平均质量消光系数单调减小；与常见无机物相比，黑曲霉孢子在2.5-15μm波段具有较好的消光性能，而且在保证一定消光性能的情况下，黑曲霉孢子的粒径尺寸要求相对较宽。

关键词：黑曲霉孢子红外波段复折射率质量消光系数

Significant broadband extinction abilities of bioaerosols

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Science China Materials 2019年第7期62卷 1033-1045页

作者： Yihua Hu Xinying Zhao youlin gu Xi Chen Xinyu Wang Peng Wang Zhiming Zheng Xiao Dong State Key Laboratory of Pulsed Power Laser Technology National University of Defense Technology Hefei 230037 China Anhui Province Key Laboratory of Electronic Restriction National University of Defense Technology Hefei 230037 China Key Laboratory of Ion Beam Bioengineering Hefei Institutes of Physical Science Chinese Academy of Sciences Hefei 230001 China

Bioaerosol, an important constituent of the atmosphere, can directly affect light radiation characteristics due to absorption and scattering effects. Current research lacks a reasonable explanation for the extinction abilities of bioaerosols in a broadband. Herein, we measured the reflectance spectra of 12 com m on biomaterials and calculated their complex refractive indexes. The peaks of the imaginary part of the complex refractive indexes are located at wavelengths of approximately 0.7, 2.7, 6.1 and 9.5μm. Based on photographs of the floating structures of bioaerosols, we constructed a model for calculating the extinction abilities of bioaerosols in the wavelength range of 240 nm to 14 (im. Taking AN02 spores as an example, absorption was found to account for more than 90% of the total extinction. In addition, the theoretical calculations and experimental data of transmittance corresponding to the smoke box show that bioaerosol exhibits significant broadband extinction ability from UV to IR bands, which provides new directions for the development of broadband light attenuation materials.

关键词： bioaerosol complex refractive index UV to IR broadband light attenuation

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微生物凝聚粒子群的激光透射率研究

光学学报 2015年第6期35卷 214-220页

作者：赵欣颖胡以华顾有林李乐电子工程学院脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037 电子制约技术安徽省重点实验室安徽合肥230037

为了研究微米量级微生物凝聚粒子群所构成的复杂介质环境对入射激光透射率的影响,采用团簇-团簇凝聚模型模拟了微生物凝聚粒子的空间结构;利用离散偶极子近似方法计算其单次散射参量;通过蒙特卡罗仿真研究了10.6μm激光在微生物凝聚粒... 详细信息

为了研究微米量级微生物凝聚粒子群所构成的复杂介质环境对入射激光透射率的影响,采用团簇-团簇凝聚模型模拟了微生物凝聚粒子的空间结构;利用离散偶极子近似方法计算其单次散射参量;通过蒙特卡罗仿真研究了10.6μm激光在微生物凝聚粒子群中的透射率。结果表明：当每个微生物凝聚粒子包含20-50个半径为1.5μm的原始微粒,凝聚粒子数密度大于800/cm^3,测量区厚度为4 m时,将孔隙率的值控制在0.9以下,可使10.6μm激光在微生物凝聚粒子群中的透射率小于10%。

关键词：材料激光透射率凝聚粒子群蒙特卡罗微生物

生物颗粒远红外波段平均消光效率因子模型构建

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红外与激光工程 2018年第10期47卷 127-133页

作者：胡以华黄宝锟顾有林赵义正脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037 电子制约技术安徽省重点实验室安徽合肥230037

针对当前军、民用领域对新型生物消光材料的需求,将制备出的絮状颗粒等效为子弹玫瑰花型粒子,将其作为单元颗粒构建不同结构的生物颗粒,并对生物颗粒结构进行参数化表征,采用离散偶极子近似法(DDA)计算生物颗粒远红外波段平均消光效率... 详细信息

针对当前军、民用领域对新型生物消光材料的需求,将制备出的絮状颗粒等效为子弹玫瑰花型粒子,将其作为单元颗粒构建不同结构的生物颗粒,并对生物颗粒结构进行参数化表征,采用离散偶极子近似法(DDA)计算生物颗粒远红外波段平均消光效率因子。结果表明:生物颗粒远红外波段平均消光效率因子与尺度因子和孔隙率成正相关。在研究平均消光效率因子与尺度因子和孔隙率关系的基础上,构建了生物颗粒远红外波段平均消光效率因子模型,计算时间较DDA法缩短,计算误差在10%以内。模型的构建将为生物消光材料发展以及形态控制提供理论基础。

关键词：生物颗粒消光效率因子远红外波段离散偶极子近似

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生物凝聚粒子远红外波段消光特性

红外与激光工程 2019年第7期48卷 26-32页

作者：陈曦胡以华顾有林赵欣颖王新宇脉冲功率激光技术国家重点实验室(国防科技大学) 安徽合肥230037 电子制约技术安徽省重点实验室安徽合肥230037

针对生物材料FANS 233D,采用显微红外光谱仪测定了材料在2.5~15μm波段的反射光谱,结合Kramers-Kronig(K-K)关系计算了生物材料8~14μm波段的复折射率。利用团簇-团簇模型模拟了不同分形维数的生物凝聚粒子的空间结构,通过离散偶极子近... 详细信息

针对生物材料FANS 233D,采用显微红外光谱仪测定了材料在2.5~15μm波段的反射光谱,结合Kramers-Kronig(K-K)关系计算了生物材料8~14μm波段的复折射率。利用团簇-团簇模型模拟了不同分形维数的生物凝聚粒子的空间结构,通过离散偶极子近似法计算了具有分形特征的生物凝聚粒子在远红外波段的消光参量,并求出不同条件下生物凝聚粒子的质量消光系数。结果表明:在远红外波段内,相同原始微粒数生物凝聚粒子的分形维数越大,其消光性能越好,当生物凝聚粒子的原始微粒数为50,分形维数为2.00,质量密度为1 120 kg/m^3时,质量消光系数最大可达到2.262 m^2/g,且凝聚粒子的质量消光系数随着原始微粒半径的增大而缓慢增大。

关键词：分形维数生物凝聚粒子消光特性质量消光系数

不同单体形状生物粒子凝聚体消光特性的差异分析

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光学学报 2024年第3期44卷 179-190页

作者：陈国龙顾有林胡以华孟凡昊张熙国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037 先进激光技术安徽省实验室安徽合肥230037 国防科技大学安徽合肥230037

针对生物粒子凝聚体单体形状和光学特性的复杂多变,构建了5种不同单体形状的生物粒子凝聚体空间结构,并用离散偶极子近似方法计算了生物粒子凝聚体的消光特性参数,分析了不同单体形状生物粒子凝聚体的消光特性差异。计算结果表明:非球... 详细信息

针对生物粒子凝聚体单体形状和光学特性的复杂多变,构建了5种不同单体形状的生物粒子凝聚体空间结构,并用离散偶极子近似方法计算了生物粒子凝聚体的消光特性参数,分析了不同单体形状生物粒子凝聚体的消光特性差异。计算结果表明:非球形生物粒子凝聚体在将其单体形状等效为球形时,平均质量消光系数的相对偏差绝对值在6%以内;不同单体形状生物粒子凝聚体对光的散射能力不同是消光特性存在差异的主要表现,且通常情况下单体形状越偏离球形,相对偏差越大,因此,由不同单体形状引起的消光特性的差异不应被忽略。此项工作可应用于准确评估和优化生物粒子材料的消光性能。

关键词：生物粒子材料单体形状凝聚体红外消光特性

EMD和小波变换在低可探测目标检测中的应用

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红外与激光工程 2015年第11期44卷 3494-3499页

作者：顾有林叶应流曹光华胡以华朱峰脉冲功率激光技术国家重点实验室(电子工程学院) 安徽合肥230037 电子工程学院安徽合肥230037

针对雷达、红外等常规目标探测手段难以获取低可探测目标的现状,提出了一种利用EMD和小波变换相结合分析激光雷达探测的风场扰动数据从而获取目标的探测方法。基于接收大气反射的激光回波信号,通过风速反演算法获得扫描区域内的风场分布... 详细信息

针对雷达、红外等常规目标探测手段难以获取低可探测目标的现状,提出了一种利用EMD和小波变换相结合分析激光雷达探测的风场扰动数据从而获取目标的探测方法。基于接收大气反射的激光回波信号,通过风速反演算法获得扫描区域内的风场分布,基于EMD和小波变换获取目标可能存在的位置。实验表明:基于该算法获取目标于径向距离1 250 m,方位角6°处的结论与实际情况基本吻合,从而验证了该算法切实可行,对空中低可探测目标的探测发现具有重要的意义。

关键词：激光雷达 EMD 小波变换检测低可探测目标

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生物消光材料的扩散特性

红外与激光工程 2017年第6期46卷 220-224页

作者：李乐胡以华王枭顾有林赵义正于磊脉冲功率激光技术国家重点实验室(电子工程学院) 安徽合肥230037 电子制约技术安徽省重点实验室安徽合肥230037

生物材料具有形态丰富、粒径分布广、培养周期短、质量密度低等特点,研究其性能特点对发展新型消光材料具有重要意义。针对生物消光材料在实际应用中的扩散特性,根据莱赫特曼扩散理论,建立了生物消光材料扩散模型,然后对典型自然环境下... 详细信息

生物材料具有形态丰富、粒径分布广、培养周期短、质量密度低等特点,研究其性能特点对发展新型消光材料具有重要意义。针对生物消光材料在实际应用中的扩散特性,根据莱赫特曼扩散理论,建立了生物消光材料扩散模型,然后对典型自然环境下的生物材料扩散进行了模拟仿真,并定量讨论了风速、地面粗糙度等因素对生物材料扩散的影响。结果表明,受风速以及地面粗糙度等原因的影响,参考点高度的生物材料浓度的最大值不断减小,其空间位置也随着时间的变化不断移动。风速越大,地面粗糙度越高,生物消光材料扩散速率越大。

关键词：生物材料扩散特性地面粗糙度风速

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气溶胶沉降扩散研究进展(特邀)

红外与激光工程 2022年第7期51卷 1-11页

作者：顾有林陈国龙胡以华何海浩丁婉莹曹浩国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037 先进激光技术安徽省实验室安徽合肥230037 国防科技大学安徽合肥230037

气溶胶沉降扩散主要研究气溶胶粒子在大气中的运动状态、浓度迁移、表面沉积过程。表征物理量主要包括气溶胶粒子沉降通量、沉降速度、浓度分布、扩散速度等。开展相关研究可以为气溶胶生成方式优化、消光效果评估与预测等提供科学依据... 详细信息

气溶胶沉降扩散主要研究气溶胶粒子在大气中的运动状态、浓度迁移、表面沉积过程。表征物理量主要包括气溶胶粒子沉降通量、沉降速度、浓度分布、扩散速度等。开展相关研究可以为气溶胶生成方式优化、消光效果评估与预测等提供科学依据。文中概括了三种气溶胶生成方式,分析了气溶胶粒子在大气中沉降扩散过程机理,阐述了气溶胶沉降与扩散特性参量计算、仿真模拟和试验测定方法。结合目前气溶胶沉降扩散研究面临的挑战,对气溶胶沉降扩散理论分析、数值模拟、试验研究与综合运用进行了展望。

关键词：气溶胶沉降扩散仿真模型计算方法