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利用几何光学近似计算GI-POF的前向散射

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红外与激光工程 2011年第6期40卷 1098-1100页

作者：李祥震韩香娥西安电子科技大学理学院陕西西安710071

基于球粒子光散射的几何光学近似方法,推导了平面波垂直入射梯度折射率光纤(GI-POF)前向散射的几何光学近似。详细推导了几何光学近似方法中的收敛因子和焦线引起的相位变化,得到了平面波垂直入射到GI-POF时无量纲散射强度公式。在此基... 详细信息

基于球粒子光散射的几何光学近似方法,推导了平面波垂直入射梯度折射率光纤(GI-POF)前向散射的几何光学近似。详细推导了几何光学近似方法中的收敛因子和焦线引起的相位变化,得到了平面波垂直入射到GI-POF时无量纲散射强度公式。在此基础上,将几何光学近似方法计算出的前向散射强度分布和算法的运行速度与Mie理论进行了对比,结果表明:几何光学近似方法可以快速而准确地计算出粒子前向散射分布,适用于粒度的在线测量。

关键词：光散射几何光学近似梯度折射率光纤前向散射

梯度折射率球对在轴高斯波束散射的几何光学近似

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光学学报 2009年第6期29卷 1684-1690页

作者：李祥震韩香娥颜兵西安电子科技大学理学院陕西西安710071

基于梯度折射率(GRIN)球对平面波前向散射的几何光学近似(GOA),推导出GRIN球对在轴高斯波束散射的GOA。详细推导高斯波束在GRIN球中的散射角和相位公式,给出了算法实现步骤。在此基础上,利用扩展后的GOA计算了粒子的散射强度分布,并与... 详细信息

基于梯度折射率(GRIN)球对平面波前向散射的几何光学近似(GOA),推导出GRIN球对在轴高斯波束散射的GOA。详细推导高斯波束在GRIN球中的散射角和相位公式,给出了算法实现步骤。在此基础上,利用扩展后的GOA计算了粒子的散射强度分布,并与广义洛伦兹-米理论(GLMT)的计算结果进行比较;由于表面波的影响,当波束的束腰半径大于等于粒子半径时散射强度分布与GLMT计算所得的结果相比存在误差。比较结果表明扩展后的GOA方法适用于束腰小于粒子半径的情况。对比GOA方法和GLMT的计算速度,结果表明GOA方法具有较高的运算速度。

关键词：散射高斯波束几何光学近似梯度折射率球

基于几何光学近似法的粗糙表面偏振散射特性研究

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基于几何光学近似法的粗糙表面偏振散射特性研究

作者：吕奕合肥工业大学

学位级别：硕士

光波经过目标表面的反射后,偏振特性会发生改变。该偏振特性与目标材质、目标表面结构以及入射光偏振态密切相关。用于目标探测的偏振方法可以弥补传统光学探测技术的不足,有助于提高目标探测的精度。目标的反射偏振特性研究在军事国防... 详细信息

光波经过目标表面的反射后,偏振特性会发生改变。该偏振特性与目标材质、目标表面结构以及入射光偏振态密切相关。用于目标探测的偏振方法可以弥补传统光学探测技术的不足,有助于提高目标探测的精度。目标的反射偏振特性研究在军事国防、偏振遥感遥测以及光学工程等领域均具有重要意义。本文针对光线在表面的多次散射问题,关注实际材质粗糙表面,考虑光的偏振因素,构建粗糙面光散射的偏振Monte Carlo模型,通过与实测数据的比较,验证了模型的正确性,同时,仿真分析了多因素影响下的一维和二维粗糙表面的光散射偏振特性的变化规律。论文的主要工作如下：(1)基于粗糙面的数学模型,模拟了表面的轮廓特征,通过对影响粗糙面统计分布的相关参量的分析和讨论,选择合理的模型参数,生成了服从高斯分布的一维和二维粗糙表面。(2)在研究几何光学近似理论的基础上,采用斯托克斯矢量表示偏振光,构建了粗糙表面多次散射的偏振Monte Carlo模型,通过与实测数据的比较,验证了模型的正确性。(3)基于粗糙表面的偏振Monte Carlo模型,结合表面的形貌特征、入射光的偏振态等影响因素,通过仿真实验研究了多因素影响下金属材质目标表面的反射强度、偏振角以及偏振度等偏振特性的变化规律。(4)对于基底为电介质材料的目标表面,仿真分析了不同表面粗糙度下的反射偏振特性,得出电介质材料的反射光的圆偏振分量几乎为零的结论。

关键词：偏振特性几何光学近似偏振Monte Carlo 二维粗糙面多次散射

流体中声空化单泡的前向光散射的几何光学近似

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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流体中声空化单泡的前向光散射的几何光学近似

中国声学学会2006年全国声学学术会议

作者：程茜柯微娜钱梦騄同济大学声学研究所同济大学声学研究所同济大学声学研究所

＜正＞根据Mie理论的计算,单粒子在前向80°的散射光强度与粒子半径的平方成正比,因此可用散射光强拟合单泡声致发光（SBSL）或超声造影剂空化中声悬浮单泡的R（t）曲线,但是Mie散射法计算极为繁琐费时,无法在实验中实时、绝对的确定气... 详细信息

＜正＞根据Mie理论的计算,单粒子在前向80°的散射光强度与粒子半径的平方成正比,因此可用散射光强拟合单泡声致发光（SBSL）或超声造影剂空化中声悬浮单泡的R（t）曲线,但是Mie散射法计算极为繁琐费时,无法在实验中实时、绝对的确定气泡的尺寸。但是如从几何光学角度出发,前向的小角度（20°- 50°）散射光强会因微泡半径的变化而产生干涉条纹,可以用来绝对定标微泡半径的变化量。

关键词：光散射几何光学近似 Mie理论单泡声致发光

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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几何光学近似区的相位起伏和幅度起伏

大气与环境光学学报 2007年第2期2卷 81-88页

作者：杨昌旗姜文汉饶长辉中国科学院光电技术研究所

研究了几何光学近似区的相位起伏和幅度起伏。分三种模型:平面波、球面波和高斯光束, Tatarskii给出了平面波的结果,本文进一步给出了球面波和高斯光束的结果。对于平面波和球面波,考虑了在几何光学近似区,发射端的相位扰动如何影响接... 详细信息

研究了几何光学近似区的相位起伏和幅度起伏。分三种模型:平面波、球面波和高斯光束, Tatarskii给出了平面波的结果,本文进一步给出了球面波和高斯光束的结果。对于平面波和球面波,考虑了在几何光学近似区,发射端的相位扰动如何影响接收端的幅度起伏;对于高斯光束,考虑了发射端自适应光学共轭相位对接收端的幅度起伏的影响。结论是:对于平面波,只有折射率不均匀媒质的相位起伏的曲率项对幅度起伏有贡献,只有发射端的相位扰动的曲率项能影响总体的幅度起伏;对于球面波,折射率不均匀媒质相位起伏的倾斜项和曲率项共同对幅度起伏有贡献,只有发射端相位扰动的曲率项能影响总体的幅度起伏;对于高斯光束,折射率不均匀媒质相位起伏的倾斜项和曲率项共同对幅度起伏有贡献,发射端的自适应光学共轭相位的倾斜项和曲率项共同作用于总体的幅度起伏。

关键词：几何光学近似幅度起伏和相位起伏平面波球面波高斯光束

双等离子体流模型中阿尔芬波的非几何光学近似解

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物理学报 1983年第1期34卷 25-32页

作者：石长和北京大学地球物理系

应用平滑扰动法,处理了阿尔芬波在非均匀双等离子体流模型中的传播问题,讨论了两种情况,第一种是:当等离子体流的密度远较背景等离子体稠密;第二种是:在相反条件下的情况。对所取得的结果作了简短的分析。

关键词：等离子体流几何光学近似波数石长阿尔芬波方程流模型

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稳定和非稳定激光谐振腔中的自再现模讨论

大学物理 2023年第6期42卷 6-11,51页

作者：黎敏华中科技大学物理学院湖北武汉430074

本文通过菲涅耳-基尔霍夫衍射积分方法,推导了一般稳定和非稳定球面镜谐振腔中自再现模的解析表达式,揭示了从稳定腔变为非稳腔过程中自再现模的变化规律.进一步地,本文在几何光学近似条件下得到了非稳腔的自再现模,通过与衍射积分结果... 详细信息

本文通过菲涅耳-基尔霍夫衍射积分方法,推导了一般稳定和非稳定球面镜谐振腔中自再现模的解析表达式,揭示了从稳定腔变为非稳腔过程中自再现模的变化规律.进一步地,本文在几何光学近似条件下得到了非稳腔的自再现模,通过与衍射积分结果对比,发现基于几何光学近似得到的非稳腔最低阶偶对称模(即基模)和最低阶奇对称模的空间分布与衍射积分结果一致.而对于更高阶的自再现模,当非稳腔接近稳定腔时,几何光学近似得到的自再现模空间分布和衍射积分结果之间存在较大差异.本文的结果可以作为激光原理教学内容的重要补充.

关键词：激光原理自再现模衍射积分方法几何光学近似

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水下目标激光成像的可视化模型

中国激光 2020年第5期47卷 497-504页

作者：管风韩宏伟张晓晖海军工程大学兵器工程学院湖北武汉430033

为直观、全面、系统地分析设备参数、水体光学传输特性和目标反射特性对水下激光主动成像的影响,为水下光电成像系统的设计优化提供可视化参考依据,建立了水下激光主动成像的可视化模型。该模型基于蒙特卡罗方法追踪整个水下成像过程中... 详细信息

为直观、全面、系统地分析设备参数、水体光学传输特性和目标反射特性对水下激光主动成像的影响,为水下光电成像系统的设计优化提供可视化参考依据,建立了水下激光主动成像的可视化模型。该模型基于蒙特卡罗方法追踪整个水下成像过程中光子的状态变化,分别采用几何光学近似和随机碰撞原理模拟随机粗糙表面和水体悬浮粒子对光的散射,并通过高斯物像公式获得最终的仿真图像,实现水下目标激光成像的可视化。为验证仿真结果,对在实验室受控水箱环境中获得的实际图像与相同参数条件下的模拟图像进行比较。结果表明,仿真图像与实验图像具有相同的特征及变化规律,表明该模型较好地模拟了水下激光主动成像的过程,准确度较高、可用性较好。

关键词：光谱学主动激光成像可视化模型蒙特卡罗方法几何光学近似多次散射

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椭圆柱形光学黑洞红外辐射特性分析

工程热物理学报 2012年第8期33卷 1367-1370页

作者：裘俊刘林华赵军明哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

本文主要采用时域有限差分(FDTD)方法计算了二维椭圆柱形光学黑洞的红外辐射特性。并且采用几何光学近似(GOA)对椭圆柱形的光学黑洞的光线入射轨迹进行分析和比较。研究结果表明,FDTD计算的光学黑洞内的能流分布结果与GOA计算的光学黑... 详细信息

本文主要采用时域有限差分(FDTD)方法计算了二维椭圆柱形光学黑洞的红外辐射特性。并且采用几何光学近似(GOA)对椭圆柱形的光学黑洞的光线入射轨迹进行分析和比较。研究结果表明,FDTD计算的光学黑洞内的能流分布结果与GOA计算的光学黑洞内的光线入射轨迹结果相吻合,椭圆柱形光学黑洞的红外辐射特性主要受折射率梯度和入射波长的影响。

关键词：时域有限差分法几何光学近似椭圆柱形光学黑洞折射率梯度