搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

均匀椭球粒子对拉盖尔-高斯光束的散射特性研究

欧军 江月松 邵宇伟 屈晓声 华厚强 闻东海

均匀椭球粒子对拉盖尔-高斯光束的散射特性研究

欧军, 江月松, 邵宇伟, 屈晓声, 华厚强, 闻东海
PDF
导出引用
导出核心图
  • 基于广义Mie理论, 研究了椭球粒子对在轴入射的拉盖尔-高斯光束的散射特性. 通过局域近似法求解椭球坐标系中的波束因子, 计算得到了波束因子之间满足的普遍关系. 对散射强度随椭球粒子不同尺寸参数和扁圆程度的变化特性进行了数值计算, 并针对不同拓扑荷时的散射强度进行了对比分析. 结果表明: 当椭球粒子尺寸在与入射光波长可比拟的范围内变化时, 散射强度随尺寸参数的增大而增大, 随椭球长短轴之比和拓扑荷的增大而减小. 本文的理论研究能够为拉盖尔-高斯光束在粒径测量、大气激光通信、 大气遥感等领域的应用提供更准确的粒子模型和参考价值.
    • 基金项目: 国家自然科学基金 (批准号: 41140035) 和北京航空航天大学博士研究生创新基金资助的课题.
    [1]

    Allen L, Beijersbergen M W, Spreeuw R J C, Woerdman J P 1992 Phys. Rev. Lett. 45 8185

    [2]

    Mair A, Vaziri A, Weihs G, Zeilinger A 1990 Nature 412 313

    [3]

    He H, Friese M E J, Heckenberg N R, Rubinsztein-Dunlop 1995 Phys. Rev. Lett. 75 826

    [4]

    Simpson N B, Dholakia K, Allen L, Padgett M J 1997 Opt. Lett. 22 52

    [5]

    Molina-Terriza G, Torres J, Torner L 2002 Phys. Rev. Lett. 88 13601

    [6]

    Franke-Arnold S, Barnett S, Yao E, Leach J, Courtial J, Padgett M 2004 New J. Phys. 6 103

    [7]

    Li L W, Kooi P S, Leong M S, Yeo T S, Gao M Z 1995 IEEE Trans. Antennas and Propagation 43 811

    [8]

    Zhao J Z, Jiang Y S, Ou J, Ye J H 2012 Acta Phys. Sin. 61 064202 (in Chinese) [赵继芝, 江月松, 欧军, 叶继海 2012 物理学报 61 064202]

    [9]

    van de Nes A S, Török P 2007 Opt. Express. 15 13360

    [10]

    Asano S, Yamamoto G 1975 Appl. Opt. 14 29

    [11]

    Gouesbet G, Maheu B, Grehan G 1988 J. Opt. Soc. Am. A 5(9) 1427

    [12]

    Han Y P 2005 Acta Phys. Sin. 54 5139 (in Chinese) [韩一平 2005 物理学报 54 5139]

    [13]

    Han Y P, Wu Z S 2001 Appl. Opt. 40 2501

    [14]

    Allen L, Lembessis V E, Babiker M 1996 Phys. Rev. A 53 R2937

    [15]

    Piestun R, Schechner Y Y, Shamir J 2000 J. Opt. Soc. Am. A 17 294

    [16]

    Siegman A E 1986 Lasers (University Science)

    [17]

    Flammer C 1957 Spheroidal Wave Functions (California: Stanford University Press)

    [18]

    Xu F, Ren K F, Gouesbet G, Grehan G, Cai X 2007 J. Opt. Soc. Am. A 24 119

    [19]

    Gouesbet G, Grehan G, Maheu B 1988 Appl. Opt. 37 4218

    [20]

    Maheu B, Gouesbet G, Grehan G 1988 J. Opt. 19 59

    [21]

    Grehan G, Maheu B, Gouesbet G 1986 Appl. Opt. 25 3539

    [22]

    Ren K F, Gouesbet G, Grehan G 1998 Appl. Opt. 37 4218

    [23]

    Asano S 1979 Appl. Opt. 18 712

  • [1]

    Allen L, Beijersbergen M W, Spreeuw R J C, Woerdman J P 1992 Phys. Rev. Lett. 45 8185

    [2]

    Mair A, Vaziri A, Weihs G, Zeilinger A 1990 Nature 412 313

    [3]

    He H, Friese M E J, Heckenberg N R, Rubinsztein-Dunlop 1995 Phys. Rev. Lett. 75 826

    [4]

    Simpson N B, Dholakia K, Allen L, Padgett M J 1997 Opt. Lett. 22 52

    [5]

    Molina-Terriza G, Torres J, Torner L 2002 Phys. Rev. Lett. 88 13601

    [6]

    Franke-Arnold S, Barnett S, Yao E, Leach J, Courtial J, Padgett M 2004 New J. Phys. 6 103

    [7]

    Li L W, Kooi P S, Leong M S, Yeo T S, Gao M Z 1995 IEEE Trans. Antennas and Propagation 43 811

    [8]

    Zhao J Z, Jiang Y S, Ou J, Ye J H 2012 Acta Phys. Sin. 61 064202 (in Chinese) [赵继芝, 江月松, 欧军, 叶继海 2012 物理学报 61 064202]

    [9]

    van de Nes A S, Török P 2007 Opt. Express. 15 13360

    [10]

    Asano S, Yamamoto G 1975 Appl. Opt. 14 29

    [11]

    Gouesbet G, Maheu B, Grehan G 1988 J. Opt. Soc. Am. A 5(9) 1427

    [12]

    Han Y P 2005 Acta Phys. Sin. 54 5139 (in Chinese) [韩一平 2005 物理学报 54 5139]

    [13]

    Han Y P, Wu Z S 2001 Appl. Opt. 40 2501

    [14]

    Allen L, Lembessis V E, Babiker M 1996 Phys. Rev. A 53 R2937

    [15]

    Piestun R, Schechner Y Y, Shamir J 2000 J. Opt. Soc. Am. A 17 294

    [16]

    Siegman A E 1986 Lasers (University Science)

    [17]

    Flammer C 1957 Spheroidal Wave Functions (California: Stanford University Press)

    [18]

    Xu F, Ren K F, Gouesbet G, Grehan G, Cai X 2007 J. Opt. Soc. Am. A 24 119

    [19]

    Gouesbet G, Grehan G, Maheu B 1988 Appl. Opt. 37 4218

    [20]

    Maheu B, Gouesbet G, Grehan G 1988 J. Opt. 19 59

    [21]

    Grehan G, Maheu B, Gouesbet G 1986 Appl. Opt. 25 3539

    [22]

    Ren K F, Gouesbet G, Grehan G 1998 Appl. Opt. 37 4218

    [23]

    Asano S 1979 Appl. Opt. 18 712

  • [1] 韩一平, 刘德芳, 吴 鹏. 大粒子对高斯波束散射的数值模拟. 物理学报, 2005, 54(6): 2676-2679. doi: 10.7498/aps.54.2676
    [2] 孙贤明, 王海华, 申晋, 王淑君. 随机取向双层椭球粒子偏振散射特性研究. 物理学报, 2011, 60(11): 114216. doi: 10.7498/aps.60.114216
    [3] 孙贤明, 申晋, 魏佩瑜. 含有密集随机分布内核的椭球粒子光散射特性研究. 物理学报, 2009, 58(9): 6222-6226. doi: 10.7498/aps.58.6222
    [4] 张学海, 魏合理, 戴聪明, 曹亚楠, 李学彬. 取向比对椭球气溶胶粒子散射特性的影响. 物理学报, 2015, 64(22): 224205. doi: 10.7498/aps.64.224205
    [5] 张肃, 彭杰, 战俊彤, 付强, 段锦, 姜会林. 非球形椭球粒子参数变化对光偏振特性的影响. 物理学报, 2016, 65(6): 064205. doi: 10.7498/aps.65.064205
    [6] 崔学才, 连校许, 吕百达. 拉盖尔-高斯光束傍轴度的变化. 物理学报, 2011, 60(10): 104203. doi: 10.7498/aps.60.104203
    [7] 周国泉. 线偏振拉盖尔-高斯光束的远场发散特性. 物理学报, 2012, 61(2): 024208. doi: 10.7498/aps.61.024208
    [8] 戴继慧, 郭 旗. 非局域非线性介质中光束传输的拉盖尔-高斯变分解. 物理学报, 2008, 57(8): 5001-5006. doi: 10.7498/aps.57.5001
    [9] 周小为, 付绍军, 任煜轩, 李银妹, 吴建光, 孙晴, 王自强. 相位片角向衍射产生拉盖尔-高斯光束的实验研究. 物理学报, 2010, 59(6): 3930-3935. doi: 10.7498/aps.59.3930
    [10] 黎芳, 唐华, 江月松, 欧军. 拉盖尔-高斯光束在湍流大气中的螺旋谱特性. 物理学报, 2011, 60(1): 014204. doi: 10.7498/aps.60.014204
    [11] 欧军, 江月松, 黎芳, 刘丽. 拉盖尔-高斯光束在界面反射和折射的质心偏移特性研究. 物理学报, 2011, 60(11): 114203. doi: 10.7498/aps.60.114203
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  808
  • PDF下载量:  497
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-09-15
  • 修回日期:  2013-02-02
  • 刊出日期:  2013-06-05

均匀椭球粒子对拉盖尔-高斯光束的散射特性研究

  • 1. 北京航空航天大学电子信息工程学院, 北京 100191
    基金项目: 

    国家自然科学基金 (批准号: 41140035) 和北京航空航天大学博士研究生创新基金资助的课题.

摘要: 基于广义Mie理论, 研究了椭球粒子对在轴入射的拉盖尔-高斯光束的散射特性. 通过局域近似法求解椭球坐标系中的波束因子, 计算得到了波束因子之间满足的普遍关系. 对散射强度随椭球粒子不同尺寸参数和扁圆程度的变化特性进行了数值计算, 并针对不同拓扑荷时的散射强度进行了对比分析. 结果表明: 当椭球粒子尺寸在与入射光波长可比拟的范围内变化时, 散射强度随尺寸参数的增大而增大, 随椭球长短轴之比和拓扑荷的增大而减小. 本文的理论研究能够为拉盖尔-高斯光束在粒径测量、大气激光通信、 大气遥感等领域的应用提供更准确的粒子模型和参考价值.

English Abstract

参考文献 (23)

目录

    /

    返回文章
    返回