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《中国光学与应用光学文摘》2005,(2)
O436.2 2005020899 尾流中气泡对光传播的影响=Influence of bubble on the transmitting of light in wake[刊,中]/纪延俊(中科院西安 光机所.陕西,西安(710068)),马祥…//光子学报.- 2004,33(5).-626—628 从几何光学的角度出发,针对气泡直径与光束直径之 伺的大小关系,分两种情况,推得了单个气泡的散射光强 变化情况,以及气泡速度与散射光强之间的关系。得出散 相似文献
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为实现雾化过程中局域内单液滴的测量,采用德拜级数展开研究了高斯光照射下球形液滴一阶彩虹区域的散射光强分布,以及高斯光束腰大小对光强分布峰值角度的影响.根据德拜级数展开计算的散射光强分布反演液滴的折射率和粒径,证明了根据高斯光的彩虹散射反演液滴信息的可行性.基于广义洛伦兹-米氏理论计算一阶彩虹区域的总光强分布,根据总光强分布反演液滴折射率和粒径,讨论了高斯光束位置对反演液滴信息的影响.对于半径在200~1 000μm区间的液滴,高斯光束位于中心入射时,反演折射率的误差小于2.38×10-4,粒径的相对误差在-3.31%~3.31%之间.与采用平行光彩虹技术相比,采用高斯光束为入射光可以得到较高的光能聚集区,较好地定义测量区大小,既可以有效避免多个液滴同时出现在测量区的情况、减小颗粒之间复散射的影响,又可以提高信号强度. 相似文献
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光在水中吸附膜层气泡上的散射特性 总被引:3,自引:1,他引:2
光在水中大尺度气泡上散射特性的研究多是基于Davis模型.该模型没有考虑到吸附膜层对光在气泡上散射的影响,而海水中的大多数气泡都有膜层附着,这些膜层会影响到气泡的光散射特性.本文从几何光学的角度出发,建立了吸附膜层气泡的体积散射函数简化公式.在此理论基础上,模拟计算了尺度远大于入射光波长的大气泡散射光强分布曲线,得出光照射下气泡上散射光强的远场特性,讨论了影响气泡散射光强分布的主要因素.并与无膜气泡光散射分布曲线比较,讨论了油膜膜厚、折射率等参量对气泡的光散射特性影响.得出结论:吸附膜层气泡的光强分布曲线与无膜气泡相似,但吸附膜层会削弱前向散射光,增强后向散射光. 相似文献
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为了了解光束在尾流气泡中的传输特性,为前向光尾流的探测提供理论依据,研究了光束在尾流中传输时传播方向上和横截面方向上的辐射强度分布特性.基于辐射传输方程的小角度近似解,得到了探测截面上的约化强度和漫射强度的表达式,其中漫射强度表征了复散射的强弱;针对典型的尾流气泡分布,通过数值计算分析了光束传输方向上的约化强度和漫射强度与接收视场角、光学厚度和光束大小的关系,也计算分析了光束横截面方向上的辐射强度随光束大小和横向距离的变化关系.结果表明,光束在尾流气泡中传输时复散射效应明显,且复散射的强弱与接收视场角、光束直径、光学厚度和横向距离密切相关. 相似文献
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利用后向散射光空间谱强度分布探测尾流气泡的实验研究 总被引:1,自引:0,他引:1
利用自行设计制作的尾流模拟系统产生气泡,应用散射光空间频谱测量分析系统,对水中气泡群的后向散射光空间谱强度分布进行测量和分析,研究了不同探测距离的散射光衰减对其强度分布的影响.结果表明,在气泡密度、大小分布不变的情况下,扩束光照明时,由于参与光散射的气泡数目增加对散射光在水中传播衰减的补偿,散射空间谱强度分布的峰值和半宽值均不随探测距离变化;而细光束照明时,散射谱强度分布峰值随探测距离的增加而减小,半宽值则逐渐增大.所以在远距离探测时,细光束的探测效果好. 相似文献
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为了了解光束在尾流气泡中的传输特性,为前向光尾流的探测提供理论依据,研究了光束在尾流中传输时传播方向上和横截面方向上的辐射强度分布特性.基于辐射传输方程的小角度近似解,得到了探测截面上的约化强度和漫射强度的表达式,其中漫射强度表征了复散射的强弱|针对典型的尾流气泡分布,通过数值计算分析了光束传输方向上的约化强度和漫射强度与接收视场角、光学厚度和光束大小的关系,也计算分析了光束横截面方向上的辐射强度随光束大小和横向距离的变化关系.结果表明,光束在尾流气泡中传输时复散射效应明显,且复散射的强弱与接收视场角、光束直径、光学厚度和横向距离密切相关. 相似文献
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基于Mie光散射理论的尾流气泡前向散射光特性研究 总被引:1,自引:1,他引:1
实验中利用CMOS图像传感器代替传统的光电探测器接受前向散射光,由几何光学和图像处理分析得出不同散射角的散射光与采集图像中的光环相对应.通过计算各个光环的所有像素值的总和就可以得到前向散射光光强的相对值,进而可以得出前向散射光光强变化规律.根据米氏(Mie)光散射理论可以计算出气泡各个方向的散射光光强,通过比较实验结果和Mie理论计算结果可以看出,采用CMOS图像传感器探测和图像处理技术可以准确地得出散射光强度的变化规律. 相似文献
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Huiling He Wei Li Xiaohui Zhang Min Xia Kecheng Yang 《Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer》2012,113(12):1467-1475
This paper proposes the spheroidal model for analyzing the light scattering characteristics of an air bubble. The angular distributions of light scattered by a large spheroidal bubble with end-on incidence are calculated using geometrical optics approximation. The divergence factor, diffraction, and phase shift are considered in the computation. The MATLAB code was developed and verified using the Mie result for a spherical bubble, and the scattering patterns of the two methods agreed well. The effects on the scattering properties are analyzed in terms of the size and shape parameter of the bubble and the incident beam width. The relations between the deviation angle and incident angle, emergent light intensity, and scattering angle are analyzed and used to explain the scattering patterns of a spheroidal bubble. 相似文献
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A novel bubble detection technique based on light intensity and Mie scattering theory for spinning solution is presented theoretically and experimentally. With the light intensity in every direction, the particle or bubble size distribution can be calculated with the Mie scattering theory. The light intensity distribution in every direction, corresponding to the light intensity received by every assumed annulus of the detector has been calculated theoretically. According to the light intensity distribution, the size distribution of bubbles can be deduced. A series of standardized polystyrene micro-sphere (with 7 μm diameter) solution has been used not only as sample for experiments and calibration, but also as the bubbles in the glycerin. Theoretical and experimental results show that the technique can be used for bubble detection, in order to improve the traditional bubble detection scheme, and to lower production costs. 相似文献
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尾流气泡幕光学特性的数理模型 总被引:12,自引:9,他引:3
对实验室模拟的尾流以及真实尾流气泡幕中气泡的运动规律进行了分析和计算,并提出了气泡幕中气泡随半径分布规律的数学物理模型,引入了最可几半径的概念从单个气泡对激光散射的影响推导出了气泡幕对激光的散射效应的数学表达式,并利用所得到的表达方式在实验室条件下进行了相关计算所建立的理论模型对于气泡分布的计算结果同实验结果相比,一致性相当好在气泡幕对激光散射的影响中,首次对激光偏振化特性的影响进行了区别计算计算结果表明:激光的两种偏振化状态对气泡幕散射的影响从粗糙结构来看没有明显差异,但其精细结构有所不同对不扩束和扩束两个条件下的计算明确显示出,扩束条件下散射光的强度是不扩束条件下的二倍以上,但二者的精细结构并没有可见的差别. 相似文献
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基于粒子成像测速的流体可视化技术,根据菲涅耳公式计算了入射到水中气泡界面的光强,得出点光源连续两次反射或折射的光强具有等比数列的规律,光线在气泡界面反射、折射4次就变成完全偏振光且光线几乎消失.当入射角避开35°左右时,即便有一定宽度的线光源入射到气泡界面,第2次折射出气泡的光强与线光源的宽度无关,类似一条光线入射所产生的光强,给出了面光源在界面所产生的光强的二重积分表达式.线光源所产生的界面光强理论值、面光源产生的光强数值解与实验值都较为符合.
关键词:
水中气泡
界面
光强
粒子成像测速 相似文献
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根据广义Mie理论,研究了具有轨道角动量拉盖尔-高斯光束(LGB)的空间传输特性以及单粒子散射特性.在单体球粒子对高斯光束散射研究的基础上,分析了在自由空间不同传输距离LGB光束的光强分布情况,在不考虑散射和波束相移关系的情况下,将LGB作为入射高斯光束,通过对波束入射时的散射衰减截面求解得到波束因子,利用矢量球谐函数对入射高斯波束进行展开,从而研究了单球粒子在在轴条件下对具轨道角动量高斯波束入射的散射问题.通过数值计算,讨论了散射强度及角分布在不同波束宽度情况下对其散射特性的影响,并与平面波的情况做了对比.结果表明,当波束束腰半径较小时,束腰半径对衰减率的影响较大,而当束腰半径远大于粒子半径时,接近于平面波的情况.
关键词:
广义Mie理论
轨道角动量
Laguerre-Gauss光束
单球粒子 相似文献