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便携式光电式浊度仪的设计 预览
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作者 潘银松 蒲春宇 +2 位作者 李政英 王丽芳 黄鸿 《电脑知识与技术:学术版》 2019年第8X期249-253,共5页
浊度是指水中的悬浮颗粒和胶体对光线的阻碍作用,反映水浑浊度的重要指标之一。根据朗伯-比尔定律,我们提出了一种基于光电式测量水样浊度的方法,并阐述了该浊度仪的硬件电路设计、软件设计以及光路设计的整套嵌入式系统。实验结果表明... 浊度是指水中的悬浮颗粒和胶体对光线的阻碍作用,反映水浑浊度的重要指标之一。根据朗伯-比尔定律,我们提出了一种基于光电式测量水样浊度的方法,并阐述了该浊度仪的硬件电路设计、软件设计以及光路设计的整套嵌入式系统。实验结果表明:作者设计的浊度仪在(0-400NTU)的范围内,浊度与采样的AD值是呈分段线性的关系,测量效果较好。与传统的光电式浊度仪相比,该方法不仅电路结构简单,而且具有测量重复性好、测量精度高、功耗低等优点。 展开更多
关键词 浊度 瑞利散射 米氏散射 浊度仪 光电式
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近场聚焦的纳米散射结构研究 预览
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作者 刘忱 王海凤 《光学仪器》 2019年第5期47-52,共6页
为克服以近似理论分析为主的米氏散射方法在研究微粒粒径小于入射光波长情况下带来的局限性,采用了基于数值化模拟的有限时域差分(FDTD)方法对纳米级散射体微粒在近场聚焦光束下发生的聚焦作用进行仿真研究。以聚焦的线偏振光为光源,并... 为克服以近似理论分析为主的米氏散射方法在研究微粒粒径小于入射光波长情况下带来的局限性,采用了基于数值化模拟的有限时域差分(FDTD)方法对纳米级散射体微粒在近场聚焦光束下发生的聚焦作用进行仿真研究。以聚焦的线偏振光为光源,并将球形纳米空气粒子嵌入固态浸没透镜底面光束聚焦点位置,使用FDTD仿真软件模拟了纳米空气粒子附近的光强分布信息。通过改变相应的仿真条件,选出最合适的纳米散射结构参数,实现了良好的聚焦成像效果。 展开更多
关键词 线偏振光 固态浸没透镜 米氏散射 聚焦 FDTD
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基于成像的极化浊度计设计与实验验证
3
作者 孟祥谦 潘新 +6 位作者 刘兴涛 王秀芬 庄全风 李辉 陈超 李先欣 王章军 《中国激光》 CSCD 北大核心 2018年第5期273-279,共7页
采用连续波半导体激光器为发射光源,以电荷耦合器件(CCD)与鱼眼镜头为探测器,设计了一套测量大气分子与气溶胶散射光成像的极化浊度计装置。该装置可实时观测大气样品的散射图像,散射角观测范围为14°-162°,极化角观测范围为... 采用连续波半导体激光器为发射光源,以电荷耦合器件(CCD)与鱼眼镜头为探测器,设计了一套测量大气分子与气溶胶散射光成像的极化浊度计装置。该装置可实时观测大气样品的散射图像,散射角观测范围为14°-162°,极化角观测范围为0°-360°。利用该装置分别对氮气与水汽进行实时观测,得到其散射图像,其中氮气的散射光与瑞利散射理论相吻合,不同极化角的散射光强与理论值的拟合优度为98%,而水汽散射光随散射角的变化趋势与米氏散射理论的一致性较好。结果表明本装置在定量观测气溶胶散射光方面有潜在的应用价值。 展开更多
关键词 散射 大气散射 极化浊度计 电荷耦合器件 米氏散射 瑞利散射
大气偏振度与PM2.5粒子浓度特性 预览
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作者 闫皓 梁建琦 唐军 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第13期107-114,共8页
为了满足偏振光导航在雾霾天的应用需求。研究雾霾天对于偏振信息检测的影响及其规律,对降低自然扰动对偏振光导航系统的误差、优化系统具有重要的意义。采用全天域偏振成像法对雾霾天的偏振信息进行大量的实验采集;并通过国家气象中心... 为了满足偏振光导航在雾霾天的应用需求。研究雾霾天对于偏振信息检测的影响及其规律,对降低自然扰动对偏振光导航系统的误差、优化系统具有重要的意义。采用全天域偏振成像法对雾霾天的偏振信息进行大量的实验采集;并通过国家气象中心查询大气PM2.5粒子浓度,对两者的关系进行理论与实验分析。结果表明,PM2.5浓度与大气偏振度的关系随着PM2.5粒子浓度的升高而降低,两者呈类指数关系。通过基于米氏散射理论对单粒子多次散射进行分析,结合大气的特殊情况,在将PM2.5粒子近似为球形结构进行通过米氏散射进行理论分析,分析结果与实验结果基本一致。通过对误差进行残差分析和残差平方和分析,误差主要来源于大气复杂情况的干扰以及本实验所用探测器CMOS传感器的线性范围。通过大量的实验所研究的特性曲线,可以反映特殊天气下偏振信息的基本特征,对以后在特殊天气情况下的基于偏振光导航设计具有重要的意义。 展开更多
关键词 偏振光导航 大气偏振光 米氏散射 PM2. 5
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光镊模型的矢量衍射矩阵化方法与应用研究 预览
5
作者 张冠鸣 谭勇 《长春理工大学学报:自然科学版》 2017年第5期36-39,共4页
光镊是生物物理以及生物工程领域的一种重要工具,光镊模型及其求解是目前的一个研究重点.根据矢量散射的基本原理和米氏散射作用,提出了一种将矢量衍射方程矩阵化的方法,该方法把经过透镜汇聚的入射光束进行平面波分解,结合米氏散射公... 光镊是生物物理以及生物工程领域的一种重要工具,光镊模型及其求解是目前的一个研究重点.根据矢量散射的基本原理和米氏散射作用,提出了一种将矢量衍射方程矩阵化的方法,该方法把经过透镜汇聚的入射光束进行平面波分解,结合米氏散射公式与旋转变换,然后导出了散射光场的矩阵形式,最后将该矩阵应用于模拟计算米氏散射的光场.此方法不限制光束的波长,不但简化了运算难度,也获得了与无散射情况下的矢量衍射计算、有散射情况下的瑞利近似计算各自相同的结果.本文的研究方法可应用于具有一定大小粒子的散射计算,为进一步控制光镊行为提供了依据. 展开更多
关键词 矢量衍射 米氏散射 光镊
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预燃式定容燃烧弹的研制与喷雾特性研究 被引量:3
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作者 郭涛 李铁 +1 位作者 王斌 张小卿 《机电一体化》 2016年第3期24-29,共6页
摘要:相对于其他类型的喷雾燃烧实验装置,预燃式定容燃烧弹可以较好地模拟压燃式发动机燃油喷射瞬时缸内的环境热氛围。该文所研制的定容燃烧弹燃烧腔的体积为0.72L,可视化窗口直径为90mm。火花塞点燃乙烯、氧气和氮气的预混合气,... 摘要:相对于其他类型的喷雾燃烧实验装置,预燃式定容燃烧弹可以较好地模拟压燃式发动机燃油喷射瞬时缸内的环境热氛围。该文所研制的定容燃烧弹燃烧腔的体积为0.72L,可视化窗口直径为90mm。火花塞点燃乙烯、氧气和氮气的预混合气,可在定容燃烧弹内产生最高20MPa的高温高压环境。基于所研制的定容燃烧弹并结合高速摄像系统,可使用阴影法、米氏散射法等多种光学诊断方法对燃料的非蒸发喷雾、蒸发喷雾和不同氧气浓度条件下喷雾燃烧进行研究。 展开更多
关键词 预燃烧式定容燃烧弹 喷雾测试 阴影法 米氏散射 图像处理
手持式颗粒浓度检测仪 预览
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作者 蔡祥义 程志华 陈毅 《工业控制计算机》 2016年第1期135-136,共2页
颗粒物浓度的检测在日常生活和一些工厂特定场合越来越普遍,设计一种基于米氏散射原理的手持便携式颗粒浓度检测仪,自主研发设计传感器结构,检测颗粒浓度大小,通过STC单片机进行算法处理,最终可准确测得不同粒径的颗粒物浓度,实验结果... 颗粒物浓度的检测在日常生活和一些工厂特定场合越来越普遍,设计一种基于米氏散射原理的手持便携式颗粒浓度检测仪,自主研发设计传感器结构,检测颗粒浓度大小,通过STC单片机进行算法处理,最终可准确测得不同粒径的颗粒物浓度,实验结果证明已达到预期效果。 展开更多
关键词 米氏散射 传感器 单片机
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带电粒子的瑞利散射研究 被引量:4
8
作者 张自嘉 潘琦 陈海秀 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期368-374,共7页
研究带电粒子对电磁波的散射,对认识电磁场规律及云层探测、雷电预警等具有重要意义;根据带电粒子的米氏散射理论,对散射系数进行简化,得到了带电粒子在瑞利散射条件下,散射系数与面电导率和电磁阻抗系数的关系;计算了瑞利散射条件下,... 研究带电粒子对电磁波的散射,对认识电磁场规律及云层探测、雷电预警等具有重要意义;根据带电粒子的米氏散射理论,对散射系数进行简化,得到了带电粒子在瑞利散射条件下,散射系数与面电导率和电磁阻抗系数的关系;计算了瑞利散射条件下,不同面电导率的粒子的电磁波散射系数,在粒子尺度较小时,瑞利散射公式与米氏散射公式计算结果一致。粒子表面所带电荷改变了面电导率,当面电荷使面电导率达到毫西门子量级时,就会使散射系数有明显增加,随着面电导率的增加,散射系数会有较大变化;对尺度系数较小的粒子,散射系数较小,但带电后散射系数与中性时的散射系数之比较大,并随着电导率的增加趋于一个恒定值,大小与粒子的介电系数有关,对球形水滴这一恒定值约为24。 展开更多
关键词 散射 瑞利散射 电磁波散射 带电粒子 米氏散射
光尾流探测系统回波信号的数值仿真 预览
9
作者 马青山 陈亚林 +3 位作者 郝保安 刘昆仑 何辰 严冰 《鱼雷技术》 2015年第2期93-97,共5页
为了仿真光尾流探测系统参数对回波信号的影响,利用米氏散射理论计算了单个气泡的光散射特性,并求解了不同尾龄时刻舰船尾流截面的光学厚度。结合尾流探测的工程应用设计了探测系统的原理光路,并依据探测光路图采用数值方法,得到了具体... 为了仿真光尾流探测系统参数对回波信号的影响,利用米氏散射理论计算了单个气泡的光散射特性,并求解了不同尾龄时刻舰船尾流截面的光学厚度。结合尾流探测的工程应用设计了探测系统的原理光路,并依据探测光路图采用数值方法,得到了具体探测参数下的尾流回波信号。仿真结果表明,探测系统参数的优劣对回波信号的影响至关重要,该研究可为光尾流系统的参数优化提供一定的理论参考。 展开更多
关键词 光尾流探测系统 米氏散射 参数优化 数值方法
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含水量及相关散射对气凝胶辐射传热的影响 预览
10
作者 段远源 于海童 +1 位作者 王晓东 赵俊杰 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期65-69,共5页
将分层颗粒的米氏散射理论应用于气凝胶体系,计算含水气凝胶的消光系数,并考虑气凝胶中的相关散射,使用几种已有模型对计算结果进行修正.计算结果与实验数据对比表明,考虑气凝胶含水对计算结果有所改进,而引入相关散射后计算结果改进不... 将分层颗粒的米氏散射理论应用于气凝胶体系,计算含水气凝胶的消光系数,并考虑气凝胶中的相关散射,使用几种已有模型对计算结果进行修正.计算结果与实验数据对比表明,考虑气凝胶含水对计算结果有所改进,而引入相关散射后计算结果改进不明显. 展开更多
关键词 气凝胶 消光系数 辐射热导率 米氏散射 相关散射
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基于非视线红外激光大气散射通信技术研究 预览
11
作者 刘兵 王巨胜 +6 位作者 杨泽后 李晓锋 樊冬 任鹏 李斌 罗雄 冯力天 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期854-858,共5页
为了实现非视线激光大气散射通信,根据米氏散射理论,建立了非视线通信链路模型,研究了1.06μm激光的大气散射通信技术,分析了激光接收功率、激光发射功率、激光发散角、接收视场、探测器灵敏度、发射机倾角、接收机倾角、大气衰减... 为了实现非视线激光大气散射通信,根据米氏散射理论,建立了非视线通信链路模型,研究了1.06μm激光的大气散射通信技术,分析了激光接收功率、激光发射功率、激光发散角、接收视场、探测器灵敏度、发射机倾角、接收机倾角、大气衰减和通信距离的关系,并搭建了试验原理系统,进行了1 km距离的散射通信试验,获得了激光散射信号。结果表明,在一定的天气条件下,采用波长为1.06μm的红外激光进行信号传输,有望实现远距离的大气散射通信。 展开更多
关键词 大气光学 非视线 大气散射通信 米氏散射 红外激光
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雾对水面舰船目标的偏振特性的影响研究 预览
12
作者 尹成亮 王峰 袁宏武 《红外》 CAS 2014年第5期19-23,共5页
在米氏散射理论的基础上,通过仿真试验分析了不同浓度的雾对水面舰船目标偏振特性的影响,并利用6SV模型对其进行了数值模拟,得到了雾对目标偏振特性的影响数据.随着雾的浓度的不断增加,退偏现象趋于明显.然后对产生退偏现象的原因进行... 在米氏散射理论的基础上,通过仿真试验分析了不同浓度的雾对水面舰船目标偏振特性的影响,并利用6SV模型对其进行了数值模拟,得到了雾对目标偏振特性的影响数据.随着雾的浓度的不断增加,退偏现象趋于明显.然后对产生退偏现象的原因进行了分析.该试验结果对于偏振探测技术在雾天环境下的应用具有一定的参考价值. 展开更多
关键词 偏振特性 退偏现象 米氏散射
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天基红外云层背景的仿真研究 预览 被引量:2
13
作者 鹿明明 谭毅华 +1 位作者 魏浩洋 田金文 《计算机与数字工程》 2014年第4期685-690,共6页
云层背景是红外仿真成像中重要的一部分,论文通过分析云层的基本特性、红外特性,结合云层自身辐射、反射辐射、散射辐射,然后基于卫星云图,对图像的像素点进行处理,根据白天、夜晚等不同情况仿真得到红外云层图像.仿真结果显示,仿真图... 云层背景是红外仿真成像中重要的一部分,论文通过分析云层的基本特性、红外特性,结合云层自身辐射、反射辐射、散射辐射,然后基于卫星云图,对图像的像素点进行处理,根据白天、夜晚等不同情况仿真得到红外云层图像.仿真结果显示,仿真图像整体上达到了红外云图的效果. 展开更多
关键词 云层背景 红外图像 米氏散射 辐射 像素点
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面向增材制造的粉末束流对激光能量散射损失规律的理论研究
14
作者 牛建强 武强 +1 位作者 邹江林 肖荣诗 《应用激光》 CSCD 北大核心 2014年第3期211-216,共6页
同步送粉激光增材制造是一种通过粉末添加方式快速制造实体零件的先进技术。在激光增材制造过程中,激光与粉末束流将产生相互作用,激光能量的损失是由于粉末束流对激光的散射作用。本文基于米氏散射理论建立数学模型,研究粉末束流对激... 同步送粉激光增材制造是一种通过粉末添加方式快速制造实体零件的先进技术。在激光增材制造过程中,激光与粉末束流将产生相互作用,激光能量的损失是由于粉末束流对激光的散射作用。本文基于米氏散射理论建立数学模型,研究粉末束流对激光能量的散射损失规律。结果表明:激光能量散射损失与粉末颗粒物理特性、激光波长、粉末颗粒大小、送粉量等因素有关。粉末颗粒导电性能越好,其对激光的散射损失越大;激光波长越长,散射损失也越大;而在相同送粉量时,粉末颗粒半径越小,激光能量散射损失越大。从激光能量散射损失角度考虑,激光增材制造宜选择短波长激光和大颗粒粉末。 展开更多
关键词 激光增材制造 粉末束流 米氏散射 能量损失 理论模型
常用光纤材料基底中CdSe,CdS和CdTe量子点的光谱吸收截面和散射截面 预览 被引量:3
15
作者 程成 吴永久 《浙江工业大学学报》 CAS 2013年第1期110-115,共6页
根据米氏(Mie)散射理论,计算得到了常用光纤材料(聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、SiO2)基底中的半导体CdSe,CdS和CdTe量子点的吸收截面和散射截面随波长的变化.归纳得到了一个简洁的吸收截面和散射截面的表达式.利用有效质量近似法... 根据米氏(Mie)散射理论,计算得到了常用光纤材料(聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、SiO2)基底中的半导体CdSe,CdS和CdTe量子点的吸收截面和散射截面随波长的变化.归纳得到了一个简洁的吸收截面和散射截面的表达式.利用有效质量近似法,确定了与CdSe,CdS和CdTe量子点粒径相关的吸收峰波长.比较了吸收峰值波长处的吸收截面与实验测量值.结果表明,米氏散射理论和实验测量的吸收截面相当接近,米氏散射理论可很好地用来计算球形量子点的吸收截面和散射截面. 展开更多
关键词 米氏散射 PMMA 吸收截面 散射截面
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颗粒散射光能分布的反常移动及其对粒度分析的影响 被引量:11
16
作者 葛宝臻 潘林超 +1 位作者 张福根 魏耀林 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期319-326,共8页
基于米氏散射原理的激光粒度仪是颗粒测量领域应用最广泛的仪器之一。通常情况下颗粒越小,散射角越大,激光粒度仪探测器阵列接收到的散射光能分布的主峰位置越靠外。但是,对特定相对折射率的颗粒,在某些粒径区间,散射光能分布的主... 基于米氏散射原理的激光粒度仪是颗粒测量领域应用最广泛的仪器之一。通常情况下颗粒越小,散射角越大,激光粒度仪探测器阵列接收到的散射光能分布的主峰位置越靠外。但是,对特定相对折射率的颗粒,在某些粒径区间,散射光能分布的主峰位置会随着颗粒粒径的减小而向探测器阵列的内侧移动,称之为散射光能分布的反常移动。根据米氏散射原理,给出了反常移动的规律以及不同相对折射率下反常移动的粒径区间,分析了反常移动对粒度分析的影响,提出了降低该影响的方法,并对实际样品进行测试对比。结果表明,该方法可以降低反常移动对粒度分析的影响。 展开更多
关键词 散射 激光粒度仪 光能分布反常移动 米氏散射 主峰位置
吸湿性均匀混合气溶胶粒子等效吸收系数计算分析 被引量:8
17
作者 徐博 黄印博 +1 位作者 范承玉 乔春红 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期1-6,共6页
以两种典型的吸湿性气溶胶组分(氯化钠和硫酸铵)为例,采用米氏散射程序,计算了粒子的吸收效率因子等光学参量,并分析了吸湿性气溶胶粒子加热的等效吸收系数随时间的变化规律,着重分析了忽略粒子自身吸收对等效吸收系数的影响,常规计... 以两种典型的吸湿性气溶胶组分(氯化钠和硫酸铵)为例,采用米氏散射程序,计算了粒子的吸收效率因子等光学参量,并分析了吸湿性气溶胶粒子加热的等效吸收系数随时间的变化规律,着重分析了忽略粒子自身吸收对等效吸收系数的影响,常规计算值与等效吸收系数在1μs时相对误差可达到234.7%和255.2%。同时,就不同相对湿度、不同波长对等效吸收系数含时变化规律的影响进行了对比分析,并讨论了采用均匀混合模型计算结果的相对误差,在1μs时实际值与计算值相对误差最大,分别小于3.62%和7.07%。 展开更多
关键词 大气光学 等效吸收系数 米氏散射 气溶胶 相对湿度
中国典型地区气溶胶激光雷达比反演与分析 被引量:31
18
作者 张朝阳 苏林 陈良富 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期222-227,共6页
为了解决大部分微脉冲激光雷达无法独立获取激光雷达比的问题,利用榆林、北京、寿县和太湖4个地区气溶胶监测网(AERONET)站点观测的气溶胶粒子谱分布和复折射指数产品,通过米氏散射方法计算得到气溶胶激光雷达比。根据得到的长时间... 为了解决大部分微脉冲激光雷达无法独立获取激光雷达比的问题,利用榆林、北京、寿县和太湖4个地区气溶胶监测网(AERONET)站点观测的气溶胶粒子谱分布和复折射指数产品,通过米氏散射方法计算得到气溶胶激光雷达比。根据得到的长时间序列气溶胶激光雷达比分析了不同地区激光雷达比的季节变化和年变化特征,并结合Angstrom波长指数对不同地区气溶胶类型进行了简单分析。得到了以下结论:不同地区同季节以及同地区不同季节激光雷达比相差较大;观测期间榆林地区年平均激光雷达比最小,多年平均值为(36.3±15)sr;北京、太湖和寿县地区的雷达比年均值较大;北京地区激光雷达比年均值的最低值出现在2008年,其他地区的年均值变化不大;激光雷达比与Angstrom波长指数能够区分各地区气溶胶主要类型且均出现由北到南递增的趋势。 展开更多
关键词 大气光学 激光雷达比 米氏散射 Angstrom波长指数
溶剂折射率对Rh6G液体随机激光输出特性的影响
19
作者 易家玉 冯国英 +3 位作者 杨丽玲 姚轲 杨超 周寿桓 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期32-37,共6页
通过选择甲醇、乙醇、乙二醇和二甲亚砜四种不同折射率液体作为溶剂溶解分散掺杂有尺寸为100nm的AlN纳米粒子的罗丹明6G(Rh6G)激光染料,制备出了不同折射率溶剂的Rh6G随机激光体系。分别测量了这些体系的随机激光光谱和阈值,研究了... 通过选择甲醇、乙醇、乙二醇和二甲亚砜四种不同折射率液体作为溶剂溶解分散掺杂有尺寸为100nm的AlN纳米粒子的罗丹明6G(Rh6G)激光染料,制备出了不同折射率溶剂的Rh6G随机激光体系。分别测量了这些体系的随机激光光谱和阈值,研究了在溶剂的折射率不同的随机激光体系中光谱、阈值特性与溶剂折射率的关系。对于光谱特性,发现随溶剂的变化,随机激光峰值位置发生明显变化,这主要是由溶剂的吸收位置不同所导致的;在阈值特性方面,观察到阈值随着溶剂折射率的增大而增大。通过引入米氏散射理论,解释了产生这种阈值变化特征的原因是溶剂折射率增大会使随机激光体系的散射强度减小、传输自由程增大。 展开更多
关键词 激光器 罗丹明6G 随机激光 折射率 米氏散射 阈值 光谱
雾环境下非视距大气散射传输特性研究 被引量:13
20
作者 林勇 徐智勇 +3 位作者 汪井源 宋超 王荣 陈亦望 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1-5,共5页
基于蒙特卡罗法建立了多次散射随机模型,并利用该模型对雾环境下非视距大气散射光通信信道传输特性进行了模拟分析。由于大气对可见光波段或者红外光波段的信号光吸收损耗较小,且大气分子对传输信号光产生的瑞利散射作用可以忽略,同... 基于蒙特卡罗法建立了多次散射随机模型,并利用该模型对雾环境下非视距大气散射光通信信道传输特性进行了模拟分析。由于大气对可见光波段或者红外光波段的信号光吸收损耗较小,且大气分子对传输信号光产生的瑞利散射作用可以忽略,同时,该波段信号光子与大气中的雾滴粒子等尺度较大的粒子间会发生较强的米氏散射作用,故在长距离散射光通信系统中一般采用该波段的信号光源。模拟时选择的光波长为620nm,分析了在雾环境下通信距离条件不同时,信号光传输的损耗与能见度的关系。结果表明,在给定的通信距离以及给定的系统发送端发送仰角和发送光束束散角、接收端接收仰角和接收视场角等几何参数下,存在一个能见度使得在该能见度条件下信号光传输的损耗最小。 展开更多
关键词 大气光学 非视距 蒙特卡罗方法 米氏散射 光通信 能见度
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