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多次散射因素影响下天空偏振光模式的解析模型

吴良海 张骏 范之国 高隽

多次散射因素影响下天空偏振光模式的解析模型

吴良海, 张骏, 范之国, 高隽
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  • 为了解决天空偏振光模式的描述问题,从经典的瑞利散射模型出发,考虑大气粒子尤其是气溶胶粒子的多次散射特性,构建了一种天空偏振光模式的解析模型. 首先分析大气分子的瑞利散射,并结合Perez光强分布模型描述光强分布,而后考虑二次散射因素,分析不同尺度不同组分典型粒子的散射相位函数,根据其角度分布特征,解决二次散射积分的求解问题,最终得到本模型. 仿真实验表明,与瑞利散射模型相比,本模型能够解决实际天空中存在的中性点的描述问题. 与晴朗天气下不同时刻实际测量结果之间的对比进一步说明,本模型不仅可以定性地描述实际天空中偏振光模式的角度变化趋势、中性点以及对称性等重要特征,而且具体数值与实际分布之间的符合程度要优于单次散射模型,其中偏振度的相似度最高可以达到75%左右.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61271121,61102153)资助的课题.
    [1]

    Kinsell L C 1988 A. Deepak Pub

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    Können G P 1985 CUP Archive

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    Horváth G, Varjú D 2004 Springer

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    Horváth G, Wehner R 1999 Journal of Comparative Physiology A 184 1

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    Wang Yue, Wu Qun, Wu Yu-Ming, He Xun-Jun, Li-Le-Wei 2012 Chin. Phys. B 21 014212

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    [21]

    Perez R, Seals R, Michalsky J 1993 Solar Energy 50 235

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    Hess M, Koepke P, Schult I 1998 Bulletin of the American Meteorological Society 79 831

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    Huang Y B, Huang H L, Hang Y, Rao R Z 2007 Journal of Atmospheric and Environmental Optics 2 423 (in Chinese) [黄印博, 黄红莲, 韩永, 饶瑞中 2007 大气与环境光学学报 2 423]

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  • [1] 徐之海, 冯华君, 王 凌. 多分散高浓度介质偏振光后向扩散散射的Monte Carlo仿真. 物理学报, 2005, 54(6): 2694-2698. doi: 10.7498/aps.54.2694
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    [3] 庞武斌, 岑兆丰, 李晓彤, 钱炜, 尚红波, 许伟才. 偏振对光学系统成像质量的影响. 物理学报, 2012, 61(23): 234202. doi: 10.7498/aps.61.234202
    [4] 李春艳, 陆卫国, 乔琳. 快速空间测角系统中偏振像差的分析与研究. 物理学报, 2018, 67(3): 030703. doi: 10.7498/aps.67.20171702
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    [13] 张卿, 武新军. 基于电磁波反射和折射理论的平底孔试件脉冲涡流检测解析模型. 物理学报, 2017, 66(3): 038102. doi: 10.7498/aps.66.038102
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    [18] 王红霞, 竹有章, 田涛, 李爱君. 激光在不同类型气溶胶中传输特性研究. 物理学报, 2013, 62(2): 024214. doi: 10.7498/aps.62.024214
    [19] 朱蔚雯, 朱文玉, 王渭源. 用椭圆偏振光法四相模型研究Si SOI光学性质. 物理学报, 1986, 35(6): 797-802. doi: 10.7498/aps.35.797
    [20] 袁林. 正入射时双轴晶体中偏振光出射点随晶体取向而变化的轨迹. 物理学报, 1996, 45(6): 1051-1058. doi: 10.7498/aps.45.1051
  • 引用本文:
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  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-10-20
  • 修回日期:  2014-02-28
  • 刊出日期:  2014-06-05

多次散射因素影响下天空偏振光模式的解析模型

  • 1. 合肥工业大学, 计算机与信息学院, 合肥 230009
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61271121,61102153)资助的课题.

摘要: 为了解决天空偏振光模式的描述问题,从经典的瑞利散射模型出发,考虑大气粒子尤其是气溶胶粒子的多次散射特性,构建了一种天空偏振光模式的解析模型. 首先分析大气分子的瑞利散射,并结合Perez光强分布模型描述光强分布,而后考虑二次散射因素,分析不同尺度不同组分典型粒子的散射相位函数,根据其角度分布特征,解决二次散射积分的求解问题,最终得到本模型. 仿真实验表明,与瑞利散射模型相比,本模型能够解决实际天空中存在的中性点的描述问题. 与晴朗天气下不同时刻实际测量结果之间的对比进一步说明,本模型不仅可以定性地描述实际天空中偏振光模式的角度变化趋势、中性点以及对称性等重要特征,而且具体数值与实际分布之间的符合程度要优于单次散射模型,其中偏振度的相似度最高可以达到75%左右.

English Abstract

参考文献 (23)

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