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激光湍流大气传输数值模拟中计算参量的选取

光子学报 2008年第10期37卷 1986-1991页

作者：钱仙妹朱文越黄印博饶瑞中中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心合肥230031

根据抽样原则、湍流介质特性、湍流效应和光传播效应等全面分析了网格间距、相屏间距和网格数目等关键计算参量选取的基本要求.通过数值计算,分析各种要求的可行性,表明在具体的数值模拟过程中,并非所有要求都能同时满足,若严格按照要... 详细信息

根据抽样原则、湍流介质特性、湍流效应和光传播效应等全面分析了网格间距、相屏间距和网格数目等关键计算参量选取的基本要求.通过数值计算,分析各种要求的可行性,表明在具体的数值模拟过程中,并非所有要求都能同时满足,若严格按照要求选择计算参量,所需的计算量常超出计算机负荷范围.结合具体数值计算,综合考虑计算机承受能力和计算准确度,给出了一种可靠实用的计算参量选取思路和方案.

关键词：光传播大气湍流数值模拟计算参量

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大气气溶胶消光特性和折射率的测量

强激光与粒子束 2007年第2期19卷 207-210页

作者：李学彬胡顺星徐青山胡欢陵中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学研究中心合肥230031

介绍了一种综合利用能见度仪、微脉冲激光雷达和光学粒子计数器测量大气气溶胶折射率的新方法。首先使用能见度仪和激光雷达测量出大气气溶胶的消光系数和消光后向散射比,然后使用粒子计数器测量出粒子谱分布,结合气溶胶粒子折射率,根... 详细信息

介绍了一种综合利用能见度仪、微脉冲激光雷达和光学粒子计数器测量大气气溶胶折射率的新方法。首先使用能见度仪和激光雷达测量出大气气溶胶的消光系数和消光后向散射比,然后使用粒子计数器测量出粒子谱分布,结合气溶胶粒子折射率,根据球形粒子的米(Mie)散射理论,可以得到气溶胶消光系数和消光后向散射比。通过分析消光系数、消光后向散射比、粒子谱分布和折射率之间的关系,结合已知的消光系数和消光后向散射比,反演出大气气溶胶粒子的折射率。

关键词：大气气溶胶粒子谱分布消光系数消光后向散射比折射率

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高能激光大气传输的仿真实验研究

强激光与粒子束 2008年第11期20卷 1811-1816页

作者：乔春红范承玉王英俭冯晓星程东杰中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心合肥230031

对高能激光在大气中传输时产生的热晕效应及其相位补偿进行了室内仿真实验测量,获得了自适应光学系统开闭环时用来衡量光束传输效果参量(如远场的光斑图像、质心漂移、二阶矩半径、及Strehl比等)。结果表明,Bradley-Hermann热畸变参数在... 详细信息

对高能激光在大气中传输时产生的热晕效应及其相位补偿进行了室内仿真实验测量,获得了自适应光学系统开闭环时用来衡量光束传输效果参量(如远场的光斑图像、质心漂移、二阶矩半径、及Strehl比等)。结果表明,Bradley-Hermann热畸变参数在300范围内,自适应光学系统相位补偿效果显著,Strehl比基本大于0.4。然而随着热畸变效应的进一步加强,出现相位补偿不稳定性现象,补偿效果变差。另外,对自适应光学系统开闭环时的实验结果分别与薄透镜近似分析理论及几何光学近似理论作了比较。比较结果表明:薄透镜近似理论与未补偿时的实验结果吻合较好,而几何光学近似理论与补偿后的实验结果存在较大的偏差。

关键词：大气光学高能激光热晕自适应光学相位补偿激光大气传输

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LED光源光学粒子计数器的研制

光学精密工程 2008年第3期16卷 406-409页

作者：李学彬高亦桥纪玉峰胡欢陵中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学研究中心安徽合肥230031

为了提高光学粒子计数器的测量性能,克服白炽灯和激光作光源带来的缺点,研制了一台光学粒子计数器。基于Mie散射原理测量粒子的粒径,以发光强度高、发光波长宽的LED为光源,具有白炽灯和激光作光源无法达到的使用寿命长和响应曲线单调的... 详细信息

为了提高光学粒子计数器的测量性能,克服白炽灯和激光作光源带来的缺点,研制了一台光学粒子计数器。基于Mie散射原理测量粒子的粒径,以发光强度高、发光波长宽的LED为光源,具有白炽灯和激光作光源无法达到的使用寿命长和响应曲线单调的优点。与浊度计测量结果对比表明:该仪器的测量误差在15%以内,测量结果合理。由于该仪器光源使用寿命是白炽灯的60倍,可以根据需要对测量粒径任意分道,所以该仪器适用于测量和研究大气气溶胶粒子谱分布。

关键词：光学粒子计数器发光二极管气溶胶谱分布

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地基消光测量确定大气气溶胶模型

强激光与粒子束 2006年第9期18卷 1451-1456页

作者：徐青山胡欢陵魏合理中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心合肥230031

分别取大陆型、海洋型、城市型和Junge谱分布气溶胶模型,用6S辐射传输算法计算出对应于太阳光度计测量时的各波段大气气溶胶光学厚度。将模式计算值与测量值进行比较,确定测量地区的大气气溶胶模型。将该方法用于2004年在北京地区测量... 详细信息

分别取大陆型、海洋型、城市型和Junge谱分布气溶胶模型,用6S辐射传输算法计算出对应于太阳光度计测量时的各波段大气气溶胶光学厚度。将模式计算值与测量值进行比较,确定测量地区的大气气溶胶模型。将该方法用于2004年在北京地区测量的太阳光度计数据,结果显示该地区当日实际大气在几种气溶胶模型中较为符合城市型气溶胶模型。

关键词：大气气溶胶模型大气消光光学厚度太阳光度计

激光光源粒子计数器响应曲线对粒子折射率敏感度及多值性的分析

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光学技术 2006年第4期32卷 486-489页

作者：李学彬高亦桥徐青山胡顺星胡欢陵中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学研究中心合肥230031

采用激光作光源的光学粒子计数器(L_OPC)克服了白炽灯作光源时使用寿命短、发光强度不稳定、需要经常标定的缺点,但激光波长的单一也带来了一些问题,如响应曲线对折射率敏感度的变化和多值性等问题。利用Mie散射理论,通过数值模拟实验,... 详细信息

采用激光作光源的光学粒子计数器(L_OPC)克服了白炽灯作光源时使用寿命短、发光强度不稳定、需要经常标定的缺点,但激光波长的单一也带来了一些问题,如响应曲线对折射率敏感度的变化和多值性等问题。利用Mie散射理论,通过数值模拟实验,对L_OPC的这些问题进行了分析,提出了L_OPC实验样机的设计参数。

关键词：光学粒子计数器响应曲线激光光源

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空气动力学粒径的光学修正

光电工程 2008年第6期35卷 20-22,134页

作者：李学彬黄印博宫纯文魏合理胡欢陵中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学研究中心合肥230031

针对空气动力学粒径和光学等效粒径之间存在的差异,本文提出对空气动力学粒径进行光学修正的方法。该方法根据黑碳仪(AE)、浊度计(IN)和光学粒子计数器(OPC)的测量结果,对气溶胶折射率进行反演,再利用反演的折射率结合黑碳仪和浊度计的... 详细信息

针对空气动力学粒径和光学等效粒径之间存在的差异,本文提出对空气动力学粒径进行光学修正的方法。该方法根据黑碳仪(AE)、浊度计(IN)和光学粒子计数器(OPC)的测量结果,对气溶胶折射率进行反演,再利用反演的折射率结合黑碳仪和浊度计的测量结果对厦门地区空气动力学粒度仪(3321)测量的空气动力学粒径数据进行光学修正,与光学粒子计数器测量结果对比表明修正的结果是合理的。最后还对引起空气动力学粒径和光学等效粒径之间差异的原因进行了分析。

关键词：大气气溶胶空气动力学粒径光学等效粒径折射率

非Kolmogorov大气湍流温度谱标度指数的测量与分析

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强激光与粒子束 2006年第9期18卷 1423-1427页

作者：梅海平吴晓庆饶瑞中中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学研究中心合肥230031

阐述了非Kolmogorov湍流谱理论以及湍流谱标度指数的测量与计算方法。在近地面多个地点对大气湍流温度起伏进行了多次的实验观测,结果表明:实际大气湍流温度谱标度指数多数不等于-5/3,并且通常在-2到-1之间变化。分析了湍流温度谱标度... 详细信息

阐述了非Kolmogorov湍流谱理论以及湍流谱标度指数的测量与计算方法。在近地面多个地点对大气湍流温度起伏进行了多次的实验观测,结果表明:实际大气湍流温度谱标度指数多数不等于-5/3,并且通常在-2到-1之间变化。分析了湍流温度谱标度指数与湍流发展程度的相关性,利用小波分析方法展现了不同湍流强度下湍流温度脉动能量在各尺度之间的分配状态,发现湍流温度谱标度指数的绝对值在一定程度上随湍流强度的增加而增大。

关键词：非Kolmogorov湍流温度脉动功率谱标度指数小波变换

双散射角光学粒子计数器测量气溶胶折射率的新方法研究

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光学学报 2007年第3期27卷 391-394页

作者：李学彬徐青山胡欢陵中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学研究中心合肥230031

根据米氏(Mie)散射理论,通过数值模拟分析了气溶胶折射率虚部n_i在不同散射角度上对双散射角激光光学粒子计数器(L-OPC)响应曲线的影响,定义了敏感函数。根据分析,散射角应该在小于20°和40°～60°之间选取。以散射角系统ψ=9°,β=5°... 详细信息

根据米氏(Mie)散射理论,通过数值模拟分析了气溶胶折射率虚部n_i在不同散射角度上对双散射角激光光学粒子计数器(L-OPC)响应曲线的影响,定义了敏感函数。根据分析,散射角应该在小于20°和40°～60°之间选取。以散射角系统ψ=9°,β=5°,λ=0．65μm和ψ=50°,β=20°,λ=0．65μm为例,其中一个散射角受折射率虚部n_i的影响较小,另一个较大。在测量粒子谱分布的同时,利用n_i对不同散射角度响应曲线的影响差异,来确定n_i值,并提出确定n_i的方法。还给出了双散射角激光光学粒子计数器的模拟测量结果。

关键词：大气光学气溶胶激光光学粒子计数器折射率虚部