团聚形核壳结构冰晶粒子的激光散射特性

地空链路无线光通信链路上,云层是影响激光传输散射特性的主要因素之一,主要是由水滴、冰水或者具有其他混合的核壳结构冰晶粒子等组成。建立了考虑晶核以及中间混合层结构的2、8和39个球形核壳结构团聚冰晶粒子模型,分析了晶核尺寸对于理想团聚形核壳结构冰晶粒子消光、吸收和散射系数的影响;且通过对均匀混合层折射率的计算,对比了纯冰晶、理想核壳和考虑中间混合层的核壳三种多球团聚形冰晶粒子散射强度随散射角度的变化情况。数值结果表明:理想核壳结构和中间混合层的核壳结构对冰晶粒子的散射特性影响较大;相同条件下,三种不同团聚形核壳结构冰晶粒子消光、吸收和散射系数存在显著差异。该研究结果对冰晶粒子的散射特性研究结果更为精确,为开展无线光信号在随机分布冰云中的传输分析奠定理论基础。     

太赫兹波段下切比雪夫粒子散射特性研究

为探究太赫兹波段下沙尘粒子的散射特性,本文采用离散偶极子近似方法对不同切比雪夫模型(Chebyshev)的沙尘粒子散射特性进行研究。分别计算1.5 THz、2.524 THz、3.437 THz频率下的切比雪夫粒子不同物理性质如粒子尺寸、粒子形状,对其散射特性如后向散射截面(C_bak)、衰减截面(C_ext)、散射截面(C_sca)、单次散射反照率(ω)等的影响。结果表明：同一波纹参数下,1.5 THz时粒子尺寸对C_ext和C_sca的影响较大;2.524 THz时粒子尺寸变化对C_bak影响较大;同一频率下,波形参数为2～5的粒子尺寸变化对各光学截面的影响较其他形状有明显不同;三个频率下,各波纹参数的粒子在有效半径大于10μm时单次散射反照率都大于0.95。     

离散偶极子方法研究雾霾随机簇团粒子的光散射特性

分析硫酸、硫酸、硝酸盐、碳和有机碳等组成的雾霾污染物簇团,基于团簇 -团簇凝聚模型(CCA),对簇团粒子的随机三维结构进行了模拟,构建不同成分,不同形状簇团粒子,在此基础上运用离散偶极子近似法计算了雾霾簇团粒子的光散射性质,进而仿真计算了不同形状的雾霾簇团粒子的光学散射,分析了雾霾簇团粒子散射场强度随散射角、效率因子与尺度因子变化关系,偏振度随散射角的变化结果。计算结果可用于分析大气雾霾特性和大气光传输特性。     

用于云粒子探测器的非球形粒子的光散射特性模拟

为深入了解云粒子尺度谱和形状分布,研究云的微物理特性,研制了一种偏振云粒子探测器.该探测器可以同时接收粒子的前向和后向散射能量.通过前向的质量控制通道对探测区域进行控制,根据后向散射的水平和垂直通道获得粒子的退偏比.使用几何光学近似方法,对几种椭球和六棱柱粒子在探测器中的散射特性进行了模拟.模拟结果表明:粒子前向散射截...     

随机分布烟幕凝聚粒子对激光的消光特性研究

基于团簇-团簇凝聚(CCA)模型采用蒙特卡罗方法对随机分布的碳黑烟幕凝聚粒子进行了模拟,用离散偶极子近似(DDA)方法研究了该模型对激光的消光特性.研究表明:碳黑烟幕凝聚粒子对激光的消光特性受原始微粒数量及粒径的影响,粒子的凝聚将削弱烟幕的红外消光性能;当凝聚结构中原始微粒的数量一定时,存在使烟幕红外消光性能达到最大的原始微粒粒径.     

尘埃簇团粒子的电磁散射特性探讨

本文初步探讨了尘埃簇团粒子的电磁散射特性,研究了在不考虑粒子所带电荷的库仑作用的情况下,几种典型尘埃粒子极化度的角分布。讨论了单个簇团粒子的散射特性和极化特性两个方面的性质。     

球形气溶胶粒子对激光散射退偏特性的研究

介绍了气溶胶粒子光散射的基本理论及偏振特性的基本计算方法。根据Mie氏理论,通过建立光散射的穆勒矩阵,建立球形气溶胶粒子的光散射理论模型,并通过递推的方法进行数值模拟,研究了几种典型天气条件下球形气溶胶粒子对光散射偏振特性的影响。     

多激光波长在不同稀薄随机分布冰晶粒子层的散射特性

依据稀薄随机分布冰晶粒子的激光散射特性,当球形冰晶粒子分别服从指数、对数正态、Gamma三种不同分布时,数值计算并分析了0.65、1.31、1.55 m激光入射下不同稀薄随机冰晶粒子层的微分散射截面随散射角的变化关系。结果表明:入射激光波长的改变对冰晶粒子层的微分散射截面有一定的影响;当冰晶粒子服从指数分布时稀薄随机分布冰晶粒子层的微分散射截面最大,要比其他两个分布大几个数量级;不同激光波长和冰粒子的尺度分布对稀薄随机分布冰晶粒子层的激光散射特性有较大影响。文中所做的工作为进一步开展地空链路中冰晶粒子云层对激光传输特性的影响研究奠定基础。     

球形粒子的散射特性分析

在Mie散射和瑞利散射理论的基础上 ,模拟了单个粒子的散射图象 ,然后对粒子的散射光强进行了讨论。介绍了粒子的多次散射理论研究动态 ,建立了多次散射的传输方程     

Scattering from non-spherical hydrometeors

A new theoretical formulation for scattering from a wide class of non-spherical hydrometeors has been developed recently using Waterman’s extended integral equation technique. The transition or T-matrix formulation is an exact solution to the scattering problem and computer programs have been developed to handle both homogeneous and imbedded bodies (e.g., a dielectric imbedded within another dielectric body). This theory will be briefly reviewed followed by sample computations of backscattering calculations of (a)oblate spheroidal icestones of varying sizes and eccentricities, (b)ice-stones with surface perturbations to model roughness, and (c)rough ice-stones covered with a thin coating of water. The method is realistically applicable for sizes up to D ≈3 λand for a wide range of dielectric constants. Comparisons with measurements of backscattering from a non-concentric dielectric-clad spherical perfect conductor is included.     

球形粒子的散射和偏振特性研究

利用黎卡地贝塞尔函数模拟了不同粒子尺度的散射光强和偏振特性.当粒子尺度增加时,散射光强增加;水平偏振变得不对称,而垂直偏振没有变化;当粒子的折射率虚部增加时,散射光强减少.从粒子的这些散射特性和偏振特性,可以测量和分辨不同尺度的粒子.     

激光近程探测中目标表面的散射特性

在激光引信中,脉冲激光对目标的探测与识别是激光引信近程探测技术中的一个关键技术点,而目标的表面反射特性对探测的影响是激光近程探测高效毁伤与精确打击目标的主要研究关键。目标的表面粗糙度以及附着物对激光回波信号的强弱影响较大,因此,需对激光近程探测过程中不同粗糙度目标表面所表现的反射特性进行研究。首先通过仿真得到回波信号模型,再进行不同粗糙度表面回波功率实验对仿真结果进行验证。实验选用不同表面粗糙度的靶板,并采用了改变角度、改变距离并同时改变角度和距离的模式来观测得到的电压曲线,获得最终结果。     

基于五粒子团簇态实现四粒子团簇态的概率隐形传态

为实现更经济的四粒子团簇态的概率隐形传输,提出了一种利用五粒子团簇态为量子信道的隐形传态方案.基于解纠缠-隐形传输-重构纠缠方法,发送者在发送信息之前对信息态进行一次控制非门操作和投影测量,将解纠缠的信息发送给接收者.在这个过程中发送者需要进行2次Bell基联合测量和1次单粒子测量,接收者根据发送者的测量结果进行相应操作,得出解纠缠的信息态.引入辅助粒子重构原始的未知信息态,信息传输成功的概率为4|a|2,提出的方案可以很好地应对一般窃听方式.     

基于富铟团簇量子结构的双波长可调谐半导体激光器

本研究提出了一种采用增益芯片和光栅外腔的双波长可调谐半导体激光器。增益芯片采用了富铟团簇量子限制结构作为其量子限制结构,由于该结构独特的平顶增益特性,可以使激光器在双波长调谐范围内实现光强稳定。本研究中的谐振腔包括内部谐振腔和外部谐振腔,其中内部谐振腔由增益芯片的两个自然解理面构成,以支撑整个系统工作在特定波长。外部谐振腔由增益芯片的一个自然解理面和光栅构成,可实现969.1~977.9 nm的工作波长范围。最终该系统基于单个增益芯片和单个光栅实现了同步双波长输出,双波长的频率差在THz范围。本研究有望为实现双波长差频太赫兹源提供一种可能的解决方案。     

基于非球形雨滴的降雨对激光传输衰减的影响

为了进一步确定降雨对激光在大气中传输衰减的影响,将雨滴的非球形效应考虑在内,在雨滴的近似椭球模型、归一化谱分布的基础上,利用射线追踪法计算群雨滴在可见光和近红外波段的散射和衰减特性,讨论分析雨滴谱分布和降雨强度对可见光和近红外波段激光传输衰减的影响。数值模拟结果表明,不同谱分布的群雨滴散射能力从大到小依次为JD、MP、Gamma和JT分布;激光衰减不仅受降雨强度的影响,也与雨滴的数密度有关,数密度越大,激光衰减越大;而形状对群雨滴的影响较小。所得出的结论有助于准确评估降雨对激光传输的影响以及改善激光传输、通信和激光测风等应用。     

玻璃微珠/银核壳纳米复合粒子电性能的研究

以硫脲作稳定剂,用原位复合法制备了玻璃微珠/银核壳纳米复合粒子。研究了氨水和硫脲的浓度对合成的核壳复合粒子的形貌与体积电阻率的影响以及核壳粒子的体积分数与其屏蔽性能的关系。结果表明:当氨水和硫脲浓度分别为2.64mol/L和4.2×10–8mol/L时,复合粒子壳层均匀致密,ρv达到最小值2.65×10–5Ω·cm。复合粒子的屏蔽效能随其体积分数的增加而逐渐增大,在30%~35%出现明显的跳跃,屏蔽效能与ρv对数的变化关系与理论预测基本吻合。     

气溶胶单粒子光谱的PLS聚类分析

PLS聚类法是一种全新的气溶胶单粒子光谱数据处理方法,是利用具有“自组织机制”的PLS(Partial Least Square)回归算法去完成数据的聚类。文中首先阐述了PLS聚类对模拟数据集的运用以展示这种方法的一般特征及有效性,然后应用到气溶胶激光飞行时间质谱数据以展示PLS聚类的正确性及成功运用,最后我们将PLS聚类应用到氯化钙、氯化镁、氯化钠及氯化钾四种气溶胶单粒子激光击穿光谱混合数据集,通过分析聚类获得的树形图和图中节点的统计特性,我们剖析了正确聚类及发生错误划分的原因,表明了PLS聚类方法在气溶胶单粒子谱分析方面的应用潜力。     

Scattering response of an electrically small bianisotropic particle

Scattering response of an electrically small bianisotropic particle suspended in free space is presented. Formulation of this problem is based on the assumption that the electrical small bianisotropic particle can be modelled as both an equivalent electric and a magnetic dipole moments. It is found that cross-polarization and/or co-polarization phenomena may occur for certain constitutive relations, separatively.