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物理学报 2002年第10期51卷 2239-2244页

作者：梁子长金亚秋复旦大学波散射和遥感中心信息科学与工程学院上海200433

给出了一层有下垫反射面的非球形粒子散射的标量辐射传输方程一、二阶迭代解 ,推导了相函数各阶Legendre展开系数与随机小椭球粒子相函数的对应关系 ,提出了一层随机小椭球粒子介电常数和单位面积粒子数的迭代反演方法 .通过两次各方位... 详细信息

给出了一层有下垫反射面的非球形粒子散射的标量辐射传输方程一、二阶迭代解 ,推导了相函数各阶Legendre展开系数与随机小椭球粒子相函数的对应关系 ,提出了一层随机小椭球粒子介电常数和单位面积粒子数的迭代反演方法 .通过两次各方位角上双站散射测量 ,反演随机小椭球粒子的介电常数和单位面积粒子数 .本方法比现有文献的一些反演方法易于实现。

关键词：非球形粒子散射标量辐射传输方程迭代解反演相函数介电常数求逆问题

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非球形粒子光散射计算、测量及其应用

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量子电子学报 2020年第5期37卷 601-614页

作者：王颖刘东中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室安徽合肥230001 先进激光技术安徽省实验室安徽合肥230037 中国科学技术大学研究生院科学岛分院安徽合肥230026

粒子光散射在众多科学领域有着极其重要的作用,早期关于粒子光散射的计算大多基于球形粒子假设。但粒子的形状通常并不是完美的球形,有些粒子还会聚集在一起,使得外形结构变得更加复杂。Lorentz-Mie散射理论通常用来计算球形粒子散射,... 详细信息

粒子光散射在众多科学领域有着极其重要的作用,早期关于粒子光散射的计算大多基于球形粒子假设。但粒子的形状通常并不是完美的球形,有些粒子还会聚集在一起,使得外形结构变得更加复杂。Lorentz-Mie散射理论通常用来计算球形粒子散射,对于非球形和复杂结构粒子的散射相函数计算则会带来较大偏差。此外,球形粒子假设对于退偏振效应也无法进行有效的分析。随着计算机算力的提升和算法的改进,非球形粒子的散射问题除了有限的观测实验研究外,大多采用数值计算的方法。综述了非球形粒子散射的数值计算方法,分析了各自的优缺点,并介绍了非球形粒子光散射实验室测量方法,以及其在光学、地球物理学、遥感科学、天体物理学、工程学、医学和生物学等领域中的应用。

关键词：物理光学非球形粒子散射 T 矩阵法离散偶极子近似法分离变量法

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基于后向散射光学特性的冰云粒子分类研究

基于后向散射光学特性的冰云粒子分类研究

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作者：刘鑫西安理工大学

学位级别：硕士

冰云粒子随气象条件变化,会呈现如准球形、柱状、板状和子弹花状等微观形态,表现出不同的光散射特性,同时对地球大气系统的辐射平衡产生近大影响,进行冰云粒子分类研究,有助于了解冰云的微观结构和光学特性,为涉及冰云的辐射传输模拟和... 详细信息

冰云粒子随气象条件变化,会呈现如准球形、柱状、板状和子弹花状等微观形态,表现出不同的光散射特性,同时对地球大气系统的辐射平衡产生近大影响,进行冰云粒子分类研究,有助于了解冰云的微观结构和光学特性,为涉及冰云的辐射传输模拟和遥感应用提供参考依据。激光雷达系统凭借极高的时空分辨率,已成为局地冰云光学特性探测的重要仪器,但由于冰云粒子的光散射特性与粒子类型之间的特征关系尚未明确,激光雷达系统难以应用于冰云粒子的微观形态探测。本论文针对冰云粒子微观形态及其后向散射光学特性之间的特征关系展开研究,主要的研究内容如下:激光雷达系统可获取的冰云粒子后向散射光学特性主要包括退偏比、雷达比和颜色比等参数。利用国际上广泛应用的冰云粒子散射特性库,仿真分析了单个冰云粒子形状对其后向散射光学特性的影响。仿真结果表明,过冷冰滴粒子的退偏比为0.4左右,实心柱粒子的退偏比为0.5～0.6:8柱聚合物粒子的雷达比为8～40 sr,5板聚合物粒子的雷达比为15～80 sr;实心柱粒子的颜色比为0.4～0.8,六角平板粒子的颜色比为0.4～0.9。因此,可通过对冰云粒子的退偏比、雷达比和颜色比计算,识别其形态。假设冰云粒子的尺度服从伽马分布,利用冰云粒子散射特性库,仿真分析了粗糙度对群体冰云粒子后向散射光学特性的影响。结果表明,表面光滑的群体冰云粒子模型明显优于表面粗糙的群体冰云粒子。在此基础上,仿真分析了形状对表面光滑的群体冰云粒子后向散射光学特性的影响。仿真结果表明,板状粒子的体退偏比为0.2～0.35,体雷达比为15-45 sr,体颜色比为0.6-0.9:实心柱及实心柱的聚合物粒子的体退偏比为0.5～0.6,体雷达比为7～25 sr,体颜色比为0.5～0.8。因此,可通过对群体冰云粒子的体退偏比、体雷达比和体颜色比的计算,识别其形状特性。利用实验室已有的偏振激光雷达实验系统开展了对冰云的实验观测,结合微波辐射计等仪器数据,对冰云粒子进行了分类研究。经过计算,求得西安地区上空冰云的退偏比分布范围为0～0.5,分布频率最大的区间为0.3～0.5,从而得知5板聚合物、8柱聚合物、空心子弹花以及过冷冰滴等形态的冰云粒子分布较多。实验结果证明,依据冰云退偏比和粒子形状之间的关系,可实现对群体冰云粒子形状特性的识别。本研究促进了激光雷达系统在冰云粒子微观形态探测领域的应用。

关键词：冰云激光雷达后向散射光学特性冰云粒子分类非球形粒子散射

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碳黑消光性能的影响因素

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火工品 2000年第4期 7-9,36页

作者：李毅潘功配周遵宁南京理工大学化工学院江苏南京210094

碳黑被喷洒形成气溶胶后 ,会形成各种形状的凝并粒子 ,采用 T矩阵近似法编制程序对其光散射性能进行计算 ,以此讨论了生成温度。

关键词：碳黑非球形粒子散射 T矩阵近似法烟幕剂消光性能

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