Mie理论递推公式计算散射相位函数

在激光雷达探测中,关于多次散射雷达回波的研究,散射相位函数是个非常重要的物理量。本文利用Mie理论的递推公式,对单一粒径介质的散射相位函数进行了计算,计算结果与散射理论中前、后向散射峰值大小随粒子半径的增大而增大相一致。同时,对非单一粒径介质的散射相位函数进行了计算,可用于大气、雾和云等气溶胶多次散射的研究。     

Al_2O_3/C复合微粒子散射强度分布的计算

利用A .L .Aden和M .Kerker复合微粒子Mie散射理论计算了Al2 O3/C复合微粒子的散射强度分布函数 ,分析了影响散射强度分布的因素     

Al2O3/C复合微粒子散射强度分布的计算

利用A.L.Aden和M.Kerker复合微粒子Mie散射理论计算了Al2O3/C复合微粒子的散射强度分布函数,分析了影响散射强度分布的因素.     

基于Mie散射理论的紫外光散射相函数研究

本文根据Mie散射理论,研究了四种典型大气条件下紫外光在大气传输中的散射相函数,并与常用的用于非紫外光散射相函数的三类经验公式进行了比较。研究结果表明:三种经验公式用于紫外光大气传输模拟存在一定的局限性。     

改进的单次散射相函数解析表达式

单次散射相函数对电磁辐射传输模拟过程的准确性和计算效率有重要的影响.基于电磁散射与辐射传输中的基本理论,对单次散射相函数的解析表达式进行了研究,提出了一种新的单次散射相函数解析表达式.比较了单个粒子的Henyey-Greenstein相函数、Henyey-Greenstein*相函数与新的相函数随角度的分布,发现新的散射相函数提高了后向散射峰值,可以更合理地描述单个粒子的散射特性.按三种气溶胶粒子谱分布模式计算了Henyey-Greenstein*相函数和新的相函数对应的数值结果,并与多分散系Mie散射相函数进行对比,发现新的相函数提高了与多分散系Mie散射相函数的符合程度.研究表明,对于大角度(大于90°)后向散射,新的相函数与Mie散射相函数均方根差较小的占73.3%,高于Henyey-Greenstein*相函数的26.7%,证明了新的相函数可以显著提高后向散射峰值.新的相函数对准确模拟辐射传输过程具有重要意义.     

具有复折射率微粒的Mie散射光学特性研究

利用Mie散射理论,对大气溶胶中烟灰颗粒的Mie散射、消光和吸收截面以及散射场进行了计算,同时给出了Mie散射的散射场强度随散射角的变化以及内部场强随粒子半径的变化。     

吸收性海水中气泡光散射特性的理论研究

 给出了一种适合于吸收性介质内粒子散射的Mie级数新的表示形式。利用Mie理论研究了吸收性海水中气泡的单散射特性和气泡群的相位函数。与非吸收性海水中气泡的光散射特性相比，分析了海水折射率虚部对气泡光散射的影响。结果表明：180°后向散射的增强是气泡固有的光学性质，与所处介质无关，可以利用后向散射的增强来探测气泡。     

平面上方分层小球的光散射计算

本文基于扩展的Mie理论方法求解平面上方分层小球的散射问题。通过建立小球和平面的模型,解决小球和平面的边界条件问题,并利用矢量波函数展开的方法求得了散射场。强调了小球与表面的相互作用。利用Mie理论方法得到了分层小球的散射场系数,通过计算平面上小球的散射模型,得到了平面上分层小球的散射场分布。结论给出了分层介质小球的微分散射截面图。     

高分子介质中Al_2O_3微粒子的光学截面及散射强度分布的计算

本文利用 A.L.Aden和 M.Kerker微粒子 Mie散射理论计算了处于高分子介质中的Al2 O3微粒子的消光截面、散射截面以及散射强度分布函数 ,并和它们在空气介质中的结果进行了比较。     

简易Mie散射数值计算方法的研究

在回顾光散射理论发展史的基础上,分析了常规Mie散射计算实现过程中的问题,并论述一种改进的简易Mie散射数值计算方法。参照科学记数法定义了一种“EDecimal”类型的数据结构及其基本数学运算和三角函数运算。采用动态链表技术实现了高效的C++ Mie散射计算程序。该程序不仅可以用来处理极端条件下的Mie散射计算,而且显著降低了算法的时间复杂度,提高了执行效率。与相同精度要求下采用Wiscombe编写的MIEV0程序的计算结果进行了比较,并指出此程序精确可靠。     

基于Mie光散射理论的尾流气泡前向散射光特性研究

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.     

微粒子的线度对Mie散射光强度影响的研究

根据Mie散射理论,研究了粒子线度对Mie散射光强的影响,不同性质的粒子,其影响效果不同,在固定入射波长条件下,散射光强随粒子线度呈周期变化,同时发现H2O微粒子散射光强峰峰间距与粒子的线度和波长的关系可简单的表示为Δa=-0.133 3+0.222λ.     

相对折射率趋近于1的颗粒Mie散射与反常衍射的分析比较

利用Ｍｉｅ散射与反常衍射理论的数值计算，对球形颗粒Ｍｉｅ散射和反常衍射作了大量详细的计算和分析比较，提出了相对折射率趋近于１的颗粒的反常衍射近似替代Ｍｉｅ散射的判据。     

Geometrical optics approximation for light scattering by absorbing spherical particles

By means of geometrical optics, an approximation method is presented to compute the light scattering intensity of absorbing spherical particles illuminated by a plane wave. For absorbing particles, the effective refractive index and the effective refractive angle are related to the complex refractive index and incident angle. The formulas for calculation of the break of phases of reflection and refraction, which are different from the case of transparent particles, are exactly derived. Verification of the geometrical optics approximation (GOA) was performed by case studies and comparison of the present results with the Mie scattering. It is found that agreement between the GOA and the Mie theory is excellent in forward directions for weakly/moderately absorbing particles. Differently, for strongly absorbing particles, good agreement between the calculation methods is in the forward directions and large scattering angles. The agreement between the GOA and the Mie theory is better for larger particles.     

Au粒子在不同基质中Mie散射特性的研究

根据Mie散射理论,给出了金属粒子的散射、消光和吸收截面以及散射场强度的计算公式,并数值计算了在λ=r=1μm时,金属Au粒子在五种不同的基质中的散射截面和散射光强,结果表明基质折射率越大散射特性越强。     

Comparison of the mechanism of gap formation for tri- and bi-component phononic crystal

Using an exact Mie scattering solution, this paper investigates the mode conversions during the Mie scattering of a single bi- or one-component sphere in unbounded epoxy. Then the formation mechanism of the first complete gap in the corresponding tri- or bi-component phononic crystal is investigated by the multiple-scattering method. It is shown that the heavy density of the scatterer plays an essential role in the Mie resonance and the formation of the gaps for both types of the phononic crystals. For the tri-component phononic crystal, the gap is mainly induced by the Mie resonance of the single scatterer. For the bi-component phononic crystal, the transverse wave （by mode-conversion during the Mie scattering under a longitudinal wave incidence） is modulated by the periodicity and governed by the Bloch theory, which induces the gap cooperatively.     

超宽频带THz脉冲在随机散射介质中传播的理论研究

研究了超宽频带THz脉冲入射到散射介质中时其透射脉冲的时空特性.根据Mie理论计算出随机散射介质的散射系数和各向异性因子,用时间分辨Monte Carlo方法模拟了超宽频带的THz脉冲在随机散射介质中的传播,研究了在不同散射颗粒半径,不同频宽的THz入射脉冲对透射脉冲的影响和散射对成像分辨率的影响.结果表明:散射会降低THz脉冲在随机散射介质中的成像分辨率,散射颗粒越小,散射介质越厚,其成像分辨率越差.