γ/χα约束下的动态光散射函数

本文给出了激光散射处在 γ/χα约束模型下散射粒子的速度相关函数及位移二阶矩函数 ;并将所得结果应用到动态光散射技术的理论研究中 :将入射光和散射光均视为理想平面光波 ,将散射作视为γ/χα约束下的散射粒子集合 ,进一步求解了动态光散射的散射光电场强度的归一化自相关函数。所得结论可直接和实验研究结果相拟合。     

γ／X^α约束下的动态光散射函数

本文给出了激光散射处在γ／Ｘ＾α约束模型下散射粒子的速度相关函数及位移二阶矩函数,并将所得结果应用到动态光散射技术的理论研究中：将入射光和散射光均视为理想平面光波,将散射作视为γ／Ｘ＾αＸＱＧＫＧＨ Ｒ ＡＥＴ ＴＭＤＦＯＵＧ ＢＢ ＷＹＳＷＧＫ ,ＦＧＨＩＦ     

二维粗糙面两束波束散射特性研究

基于Kirchhoff近似,推导两束波束散射强度相关系数的表达式,数值计算漫射强度及散射强度相关系数随角度差、相关长度及粗糙度变化情况。结果表明:散射角对粗糙表面相干散射强度与光滑表面相干散射强度的比值有影响,当两束波束的入射角、方位角均相等,意味着两束波束相互重合且散射强度比值为单波束比值的四倍;当两束波束的入射角、方位角中有一个角度不相等,由散射场干扰效应的影响,相干散射强度比值都会减小。相关长度的变化与漫射强度和散射强度相关系数均成正比;随着入射角度差增大,漫射强度的后向散射效应增强,且散射强度相关系数变小,说明两束波束的干扰越严重;随着散射角的增大,总散射强度受干扰项散射强度影响较大,则后向散射效应增强。     

有核细胞光散射强度分布的动态特性

针对核式形体细胞微粒,基于双椭球核式(DCEM)模型,应用数值计算技术分别讨论了细胞在大小变化、胞质厚度变化、核质大小变化、细胞形体变化、折射率变化、入射角变化情况下对其光散射强度分布所产生的影响,并建立相应的模型进行数值计算和三维拟合。得到了有核细胞光散射强度分布与有核细胞相关物理特征量变化下的动态响应关系及其影响特征。此外,对有核细胞在形体和入射角连续变化情况下,光散射强度所受的影响进行了数值拟合,并对拟合效果进行了误差估算。促进了真实形体细胞测量修正理论的完善和微扰测量理论的实际应用,为单细胞的光学检测和鉴别技术的提高提供了理论依据。     

基于光场幅度动态变化的OCT功能成像原理和应用（特邀）

光学相干层析成像（OCT）能够无损获得微米级空间分辨率的样品截面信息,在眼科、血管内科等临床诊疗研究和应用中起到了重要的作用。利用OCT测量光场的幅度可以获得样本的三维结构信息,如眼底视网膜的分层结构,但对组织特异性、血流、力学特性等功能信息的作用有限。基于相位、偏振态、波长等光场参量的OCT功能成像技术应运而生,如多普勒OCT、OCT弹性成像、偏振敏感OCT、可见光OCT等。其中,基于光场幅度动态变化的OCT功能成像技术具有显著的鲁棒性和系统复杂度优势,已经在临床无标记血管造影中获得成功。此外,应用于三维血流流速测量的动态光散射OCT、具有无标记组织/细胞特异性显示能力的动态OCT、能够监控热物理治疗温度场的OCT温度层析成像等,已经成为了OCT功能成像的技术前沿。综述基于光场幅度动态变化的OCT功能成像技术的原理、实现和应用,分析了所面临的技术挑战,并展望了未来发展方向。     

基于散斑理论重建光子相关谱信噪比判据

概述了现行的光子相关谱信噪比判据、建立过程及其不足。提出了动态光散射场的散斑场模型。讨论了动态光散射场中的散斑平均面积。利用统计方法重建了光子相关谱信噪比的散斑判据,并分析了散斑判据的物理意义。     

动态光散射光强自相关函数与颗粒分布关系及算法比较

分析了动态光散射技术中光强自相关曲线衰减速率的物理意义，指出快速衰减的相关曲线代表小颗粒对应大的自相关函数G(Гi)，反之亦然．讨论了相关曲线出现涨落点的原因，并提出了几点提高测量精度的相应措施．比较了各种算法所提供的测量结果之间的差异，并指出颗粒系的分散度越大，差异就越大．     

细胞形体和胞质厚度变化对光散射法测量细胞大小分布的影响

针对真实细胞与细胞球形模型在实际光散射法检测中的差异，根据细胞的类别特征．建立了有核细胞的双椭球模型取代了细胞的球形模型；引入形体参数物理特征量和胞质厚度特征参数，以瑞利-德拜-甘斯（Rayleigh-Debye-Gans）理论为基础，系统讨论了形体变化和胞质厚度变化对细胞光散射幅值分布的动态影响；应用Matlab软件对其影响进行了数值计算，分别建立了细胞形体参数物理特征量和胞质厚度特征参数变化对细胞光散射幅值分布函数影响的线性数学关系和非线性数学关系．并由此关系提出了相关的修正方法．为有效地提升细胞分析的技术水平和提高细胞检测结果的准确性提供了理论依据。     

无序增益介质中光的相干背散射的放大

十几年前已证实光的相干背散射的增强是光的一种弱定域现象。这种增强归因于沿着某多次散射路径传播的光波和在其时间反演路径上传播的光波之间的干涉．最近Lawandy等发现弥散着强散射体的激光染料的辐射呈现出多模激光振荡器辐射的光谱和时域方面的特性，尽管该系统并不具有外腔。上述实验开辟了一个新的领域，即不仅可以研究无序损耗介质中的散射液的相干，而且可以研究无序有增益的体系中的散射波的相干效应。本文报道在R-640染料和TiO2散射微粒的厚样品中，对背散射及其放大随不同实验条件的变化的进一步研究．我们的样品是采用Rhodam…     

舰船尾流的激光散射特性

根据Mie 散射理论,在认为气泡不相干的情况下,计算了气泡在不同散射方向的散射强度,得出舰船尾流某个横截面上气泡群的光散射特性;计算结果表明气泡群的后向散射增强非常明显;舰船尾流横截面上尾流中心气泡的散射强度远大于尾流边缘处的散射强度,说明利用舰船尾流中气泡与背景海洋中的气泡对光散射的差异来作为鱼雷自导的一种手段是可行的。     

激光关联成像在烟幕条件下的实验研究

烟幕是一种复杂且特殊的散射介质,穿透烟幕成像是一项具有广阔应用前景的课题。为探究计算关联成像技术在烟幕环境下的抗散射性,设计烟幕箱结合计算关联成像的实验系统,在静态与动态散射的环境下进行了实验,得出了计算关联成像在探测路径存在静态与缓慢变化的动态烟幕情况下可实现成像的结论;针对快速动态烟幕条件下的成像降质问题,提出了逐点补偿方法。由于在动态散射的情况下光强涨落掺入了额外的衰减因素,利用获得的以特定频率投影特定帧的强度值可追踪衰减系数的变化,将原始光强值除以衰减系数得到校正后的光强值。该方法在低投影频率的条件下具有优势,通过对比得到了该方法的适用条件。     

多角度动态光散射角度误差对权重估计的影响

角度权重估计是多角度动态光散射测量技术的重要环节,其方法可依赖于光强均值或光强自相关函数基线。角度误差对颗粒粒度分布测量准确性的影响在很大程度上取决于角度权重系数的估计。通过对模拟和实测动态光散射数据的反演,研究了角度误差对基线值法和光强均值法进行权重估计对粒度分布反演的影响。结果表明:采用两种方法进行角度加权,无角度误差时反演结果无显著差异。存在角度误差时,误差对光强均值法反演结果的影响大于基线值法,并且对大颗粒的影响显著大于对小颗粒的影响。导致这一结果的原因在于,当散射角存在误差时,基于Mie理论的光强均值法得到的权重系数为理论值,与实测的光强自相关数据所对应的权重系数存在偏差。而且随着颗粒粒径的增大,Mie散射光强随散射角变化呈现出更为剧烈的波动,致使这种偏差加大。因此,采用基于Mie散射理论的光强均值法进行角度加权,对多角度光散射测量装置应提出较高的精度要求。     

一种光子相关器动态范围自适应调整方法与实现

目前广泛应用的光子相关光谱(PCS)颗粒测量系统中, 光子相关器动态范围的设置需要与实际待测颗粒的光强自相关函数曲线衰减区间相匹配, 这样, 相关器才能给出具有最佳分辨率的自相关函数曲线。然而, 在实际测量过程中, 待测颗粒体系的粒度分布范围通常是未知的, 因此需要对参数进行多次修正才能得到最佳的分辨率效果。对此, 提出一种可根据被测颗粒体系的粒度分布范围变化, 自适应修正测量参数进行光子相关器动态范围调整的方法。该方法通过初始采样时间的选择和相关通道采样时间的再分配, 实现测量过程中的相关器动态范围调整, 使其与待测颗粒体系的光强相关函数曲线衰减区间相匹配, 从而保证在任意颗粒系的测量中都能得到分辨率最佳的自相关函数曲线。     

水体散射对气泡后向光散射特性的影响

采用Lambert-Beer定律对水中气泡幕前向、后向散射激光功率进行了理论推导,得出了接收信号信噪比的计算公式.采用光学遮挡的方法对近距离水体后向光散射信号进行屏蔽,采用激光功率计对后向光散射信号进行测量.结果表明,近距离水体后向光散射对气泡的后向光散射影响显著,对近距离水体的后向光散射信号进行抑制,可以显著提高接收信号的信噪比.     

Spectral properties of Rayleigh backscattered light fromsingle-mode fibers caused by a modulated probe signal

The statistical properties of Rayleigh backscattering from single-mode fibers are investigated, taking into account the modulation and the coherence of the source light. The autocorrelation function and the power spectral density of the backscattered field and intensity are derived. To describe the noise due to Rayleigh backscattering in bidirectional systems, the spectrum of the interference of backscattered light with reflected source light is also calculated. The measurements confirm the theoretical results. It is shown that, if no optical isolator is used and the laser diode is exposed to Rayleigh backscattering, the interaction between laser and fiber depends strongly on the modulation of the light     

液晶E7的动力学模式的激光散射研究

向列液晶的动力学行为展示为两个动力学模式 ,即展曲和扭曲变形模式。用激光散射法测定了向列液晶E7的动力学变形模式 ,结果表明 ,在适宜的散射角范围内及不同的温度下可同时观察测定到展曲和扭曲变形模式 ,且通过频率和波矢的关系曲线可求出各粘弹性系数。     

圆偏振光和线偏振光散射特性分析与比较

本文对圆偏振态和线偏振态两种光束在激射粒子场散射中的散射特性进行了对比和分析。散射粒子直径分别为：1．24μm、0．494μm、0．36μm、0．123μm、0．065μm。以粒子与水技不同比例混合液，作为散射粒子场．所得结果表明，散射光强度总是相对入射光束的偏振面呈对称分布；散射光强度对散射粒子大小敏感而与入射光偏振态无关；散射光中垂直偏振分量在两种光入射下存在完全不同的状态分布。     

用气溶胶飞行时间质谱仪测量气溶胶粒子折射率

利用自行研制的气溶胶飞行时间质谱仪（aerosol time-of-flight mass spectrometer, ATOFMS）对气溶胶粒子的折射率进行测量。首先利用ATOFMS对气溶胶粒子的粒径和光散射强度进行测量,然后由Mie散射理论结合ATOFMS光散射区域的几何结构,推算出光电倍增管（PMT）接收的理论光通量与气溶胶粒子的大小和折射率之间的函数关系。通过比较实验测量的气溶胶粒子光散射平均强度与Mie散射理论值,对粒子的折射率进行反演。与实际样品数据参数对比的结果表明该方法是可行的。     

一维Weierstrass分形粗糙表面光散射特性研究

本文采用Weierstrass-Mandelbort分形函数模拟实际粗糙表面,从简谐光波满足的亥姆荷兹方程出发,利用基尔荷夫近似推导出Weierstrass-Mandelbort分形粗糙表面的光散射场的积分公式,数值计算并分析了表面散射光强的角分布特性。