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非球形椭球粒子参数变化对光偏振特性的影响

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

张肃, 彭杰, 战俊彤, 付强, 段锦, 姜会林
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  • 针对自然界中多数沙尘、烟煤粒子的非球形问题, 在球形粒子偏振特性的基础上, 进一步研究非球形椭球粒子的折射率、有效半径、粒子形状等参数变化对光偏振特性的影响, 采用基于T矩阵的非球形粒子仿真方法, 模拟非偏振光经椭球粒子传输后光的偏振特性及其与球形粒子间的差异, 并以实际沙尘、海洋、烟煤三种气溶胶粒子为例说明结果的正确性. 结果表明: 当折射率实部越小, 虚部越大时, 球形粒子与非球形粒子的偏振差异越不明显; 当粒子有效半径增加时, 球形粒子偏振度的变化比非球形粒子更为明显, 且最大值分别出现在散射角为150和120的位置; 当粒子形状不同时, 不同形状椭球及球形粒子的差异在散射角小于60 时并不明显, 且当椭球粒子纵横比互为倒数时, 两种粒子的偏振特性近似相同. 通过以上分析可知, 在光传输过程中, 椭球粒子多数情况下无法被近似为球形粒子进行计算.
      通信作者: 张肃, susiezhang21@126.com
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划和国家高技术发展研究计划资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-09-23
  • 修回日期:  2015-12-01
  • 刊出日期:  2016-03-05

非球形椭球粒子参数变化对光偏振特性的影响

  • 1. 长春理工大学, 空地激光通信国防重点学科实验室, 长春 130022;
  • 2. 长春理工大学电信学院, 长春 130022
  • 通信作者: 张肃, susiezhang21@126.com
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划和国家高技术发展研究计划资助的课题.

摘要: 针对自然界中多数沙尘、烟煤粒子的非球形问题, 在球形粒子偏振特性的基础上, 进一步研究非球形椭球粒子的折射率、有效半径、粒子形状等参数变化对光偏振特性的影响, 采用基于T矩阵的非球形粒子仿真方法, 模拟非偏振光经椭球粒子传输后光的偏振特性及其与球形粒子间的差异, 并以实际沙尘、海洋、烟煤三种气溶胶粒子为例说明结果的正确性. 结果表明: 当折射率实部越小, 虚部越大时, 球形粒子与非球形粒子的偏振差异越不明显; 当粒子有效半径增加时, 球形粒子偏振度的变化比非球形粒子更为明显, 且最大值分别出现在散射角为150和120的位置; 当粒子形状不同时, 不同形状椭球及球形粒子的差异在散射角小于60 时并不明显, 且当椭球粒子纵横比互为倒数时, 两种粒子的偏振特性近似相同. 通过以上分析可知, 在光传输过程中, 椭球粒子多数情况下无法被近似为球形粒子进行计算.

English Abstract

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