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基于时域有限差分法的非球形大气粒子散射特征研究

大气粒子对太阳光的散射作用,改变了光波的强度和偏振分布。粒子散射特性的研究对解释偏振光模式产生机理具有重要的理论意义,在气象预测、光学介质反演等方面具有广阔的应用前景。球形粒子散射常用Mie理论求解,而非球形粒子由于形状复杂,难以得到解析解。本论文针对大气非球形粒子散射问题,实现时域有限差分法(finite difference time domain, FDTD)求解单次散射特性,分别对典型大气非球形粒子和粒子群散射进行了仿真实验,分析了不同因素影响下单粒子和不同分布下粒子群的散射光强度和偏振度分布。本文的主要工作如下:(1)分析了独立散射和单次散射的限定条件,总结了散射问题涉及的坐标和符号定义,在研究经典Mie散射原理基础上仿真分析了球形水滴的散射特性,综述了非球形粒子散射的研究方法;(2)针对非球形粒子散射问题,实现了基于时域有限差分法的单次散射特性求解,计算了反映散射光强度和偏振度分布的散射相矩阵元素P11和-P12/P  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国医疗设备》2019年05期
中国医疗设备

红外偏振光治疗仪偏振度测量方法研究

目前空间光的偏振度测量方法不适用于红外偏振光治疗仪偏振度的测量。本文阐述了偏振度的测量方法,利用现有的设备搭建测量光路,利用激光窄带滤光片模...  (本文共4页) 阅读全文>>

《武汉大学学报(理学版)》2006年01期
武汉大学学报(理学版)

自然光照下偏振度图像的获取方法

用光电耦合器件(CCD)获取物体表面反射光的偏振信息,对其进行分析和计算,合成了反映物体表面状态的偏振度图像.在实验室条件下,得到了几组不同物体...  (本文共5页) 阅读全文>>

中国科学院大学(中国科学院云南天文台)
中国科学院大学(中国科学院云南天文台)

类地行星与小行星偏振特性研究

本文首先调研了系内行星、小行星与系外类地行星的偏振性质,然后把地球作为一颗不可分辨的系外行星进行研究,基于PARASOL卫星数据获得了‘类地行星’的偏振信号。我们发现55度相位角时,类地行星的最大偏振度为13.13%(490nm),7.33%(670nm),5.29%(865nm),地球的最小偏振度为11.36%(490nm),6.01%(670nm),3.83%(865nm);地球自转一周,其偏振度的变化小于2%;地球的偏振度和波长有关,通常情况下波长越短,偏振度越高。另外,我们对类地行星的偏振性质进行了模拟研究,特别研究了一类潮汐锁定的云层(sub-solar cloud)对类地行星的偏振的影响,发现当相位角小于100度时,行星反射流量随着云的光学厚度的增加而增加,对于100度到120度这个相位角区间,当云的光厚从2增加到10时,流量没有明显的变化;随着云光厚的增加,最大的偏振度发生在更大的相位角;随着行星表面反照率的增加,...  (本文共111页) 本文目录 | 阅读全文>>

长春理工大学
长春理工大学

空间目标偏振探测与识别技术研究

由于空间背景复杂、杂光较多,传统光电探测技术受到较大影响的问题,本文提出基于微偏振片阵列的偏振成像望远光学系统。针对空间目标偏振探测中光电望远系统会产生偏振效应的问题,基于偏振成像理论,推导出反射、折射、折反式望远系统中穆勒矩阵解析表达式,构建了光学系统偏振效应模型,通过分析入射光偏振度、光线角度差等参量与出射光偏振度的解析关系,明确了光学元件入射角与折射角的差值控制在5.7°以内,可以有效减少光学系统对偏振度的影响。并根据空间目标偏振成像需求以及上述理论分析,设计了基于微偏振片阵列的卡式望远系统,实现了500km处成像分辨率为0.5m。在此基础上,针对入射光为部分偏振光时,折反系统中不同光瞳坐标的单根光线追迹结果难以表征整个系统偏振度全视场分布的问题,采用动态数据交换机制对设计的光学系统进行全视场、全口径光线追迹,得出反射和折射系统的四个斯托克斯矢量及偏振度全视场分布。同时分析金、银、铝三种材质的反射膜系对反射系统偏振度以及不...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

东海海域天空偏振模式测试与图像研究

利用天空偏振模式导航已经成为国内外研究的热点,拥有良好的抗干扰性为天空偏振模式导航提供了无可比拟的优势。本文对天空偏振偏振模式的研究分为三个方向,首先,研究了东海海域的天空光偏振分布模式及规律。基于瑞利散射理论对天空偏振分布模式进行仿真,利用图像式全天空偏振模式测试系统对东海海域的天空偏振分布模式进行测试,对比分析测试结果与仿真结果。针对海上利用偏振度模式获取子午线方向不准确的问题,本文提出了利用偏振方位角信息判断子午线的方法,确定了在太阳高度角大于85度或太阳高度角低于25度时利用偏振方位角定位子午线方向。结果表明:东海海域的天空光偏振分布模式符合瑞利散射理论;利用该方法获取子午线方向与理论仿真一致。其次,研究了偏振成像中曝光时间和光圈值对天空偏振模式分布的影响,基于瑞利散射理论对天空偏振度分布模式进行仿真,利用成像式偏振测试系统对天空偏振模式进行测试,将实际测试获取的天空光偏振分布与理论仿真偏振分布进行对比,重点分析偏振成像...  (本文共57页) 本文目录 | 阅读全文>>