1 江苏省气象探测中心，江苏 南京 210009
2 南京信息工程大学气象灾害预警与评估协同创新中心，江苏 南京 210044
3 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光传输与探测技术重点实验室，上海 201800
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：粒子前向散射截面与其等效半径正相关；扁状粒子与长形粒子相比，前向散射能力更强，后向散射退偏比更小；椭球粒子退偏比一般要小于六棱柱粒子。所模拟的粒子散射数据验证了所研制探测器用于云粒子探测的可行性，并为其实现非球形粒子的尺度谱和形状探测提供了反演依据。
散射 云粒子探测器 光散射 几何光学近似 退偏比 激光与光电子学进展
2021, 58(5): 0529003
1 江苏大学理学院, 江苏 镇江 212013
2 江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013
为了研究白细胞对偏振光的散射特性, 运用几何光学近似理论修正偏振光传输的斯托克斯-穆勒矩阵元, 基于偏心球模型数值模拟了两束偏振化方向互相垂直的偏振光入射时, 不同形状、大小、折射率的无粒白细胞的散射光强空间分布以及散射特性与细胞结构的关系。不同条件下偏振光散射三维分布图像呈现不同的条纹特征, 表明分布规律与细胞模型的形体参量和光学参量具有相关性。散射光强的差值、比值、差和比的分析结果表明, 偏振光的后向散射反映了细胞内部更丰富的结构信息和光学信息。
生物光学 细胞分析 光散射 偏振光 穆勒矩阵 几何光学近似 中国激光
2017, 44(10): 1007001
哈尔滨工业大学能源科学与工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
对具有一维高斯分布粗糙表面的半透明介质层光谱散射，基于微面斜率法建立了考虑遮蔽效应的粗糙表面光谱辐射传递概率模型，采用蒙特卡罗法模拟光谱辐射能束在粗糙表面、半透明介质层介质与镜反射基底之间的多次反射、折射和吸收等传递过程。通过数值模拟，分析了介质层表面粗糙度、光谱光学厚度、折射率和基底反射率对介质层双向反射分布函数(BRDF)的影响。结果表明，表面粗糙程度不同时，反射峰值随入射角度呈现不同的变化趋势；表面粗糙度增加或折射率增大都将导致漫反射份额增大；介质层光谱光学厚度和基底反射率主要影响BRDF的数值大小，而对BRDF的分布形态影响很小。
光谱学 粗糙面 半透明介质层 几何光学近似 双向反射分布函数 微面斜率法 光学学报
2012, 32(12): 1229001
首先根据JONSWAP海面功率谱模型数值模拟出二维粗糙海面,采用几何光学近似与基尔霍夫(Kirchhoff)标量近似计算了二维海面的光散射,计算中将每一面元看成一具有微粗糙度的粗糙面而不是近似地当作平面,并利用投影法与射线追踪法数值计算了一定入射角和散射角下的遮挡函数,有效地提高了海面光散射计算的精确性.最后利用太阳光的光谱辐照度数值模拟了海面的3 μm～5 μm红外散射图像,对于红外探测器抑制海面反射太阳光造成的亮带干扰具有一定的参考价值.
光散射 几何光学近似 基尔霍夫标量近似 遮挡函数 红外成像
