掠入射脉冲纵波在带形裂缝上的散射——二级近似解

对于脉冲超声平面纵波掠入射于固体中带状裂缝的散射问题,作了详细的理论分析。用迭代法得到散射声场的级数形式的精确解。这个级数解的每一项相应于在裂缝两个尖端之一的再散射。对该级数解的前两项作了详细的讨论,它被称为二级近似解。二级近似解由散射柱面纵波、散射柱面横波、头波以及裂缝上的表面波组成。二级近似解很好地描述了早期的散射特性。     

含平行裂缝储层中地震波频散、衰减、及频变各向异性*

裂缝厚度(张开度)对裂缝储层有效渗透率等起关键作用因而探测裂缝厚度对裂缝储层的勘探开发具有重要意义。针对此,该文主要介绍地震波在含平行裂缝储层中的频散、衰减及频变各向异性特征,及其与裂缝厚度的关系。重点探讨了流体运动与散射两种主要机制,并介绍了最新的理论模型研究进展。研究表明,裂缝厚度对流体运动与散射机制均会产生重大影响,主要影响频率范围为流体运动的高频区域和散射的低频区域。该频率范围常在地震频带内,故在实际地震勘探中应考虑裂缝厚度的影响,其同时为地震探测裂缝厚度提供了理论基础。最后,还探讨了流体运动与散射机制的耦合作用,并给出了相应的理论模型。结果表明,两种机制相互耦合时,地震波的频散衰减特征会发生明显变化,应予以考虑。     

固体中带状裂缝对脉冲超声波散射的理论分析——普适解

研究各种形状散射体,特别是具有尖锐稜边散射体的散射声场,是无损检测中关键性的基础工作。本文研究了固体内部具有自由表面的无限长带状裂缝对平面纵波或平面sv横波超声脉冲的散射,采用拉氏变换和广义Wiener-Hopf方法,给出了散射声场在拉氏域的表达式。当裂缝较宽时,本文给出了上述表达式的一种近似。这个近似式,可以采用 Cagniard-de Hoop方法反演,而获得在时空域中的解析解。这个解在散射的初始阶段较准确地描述了散射近场的一些特性。我们曾用光弹方法,对玻璃内带状裂缝的散射进行了一些实验验证,实验情况将另文报道。     

利用人工神经网络实现缺陷类型识别

本文在对各向同性均匀固体中横穿孔，平底孔和裂和裂缝缺陷超声散射特性分析的基础上，分别用回波幅度谱和去郑积幅度谱作为特征量，利用人工神经网络对缺陷类型进行识别。     

一种描述散射体系中散射颗粒消光能力的新方法

提出了一种新的衡量散射体系中散射颗粒消光能力、散射能力和吸收能力的方法并与传统方法进行了比较。在此基础上 ,讨论了散射颗粒折射率和颗粒大小对其散射能力的影响。运用此方法可以为各种散射体系 ,尤其是强散射体系选择恰当的散射颗粒 ,其结果优于用传统方法所得的结果     

激光散射场理论及其应用

在薄层散射的基础上，研究了寻常散射和非常散射的差别，建立起了散射椭圆的模型。然后从薄层散射过渡到厚层散射，检测了激光在水中的散射场和退偏振度，并对前向散射和后向散射导出了简化的场强计算公式：公式中的常数一散射率成为评价激光散射场和退偏振的依据。本研究的结论直接对提高水中目标探测的信噪比有现实意义。     

离轴球形粒子对高斯波束的散射光通量的计算

利用矢量球谐函数展开的方法,研究了离轴球形粒子对椭圆高斯波束的散射。根据其远区散射场的形式,得出了归一化散射场的斯托克斯参量(散射强度)与颗粒直径、折射率以及散射角的关系。建立了计算离轴球形粒子对高斯波束散射通量的解析模型,计算了散射光在任意散射方向上的光通量,得到了前向任意立体角内散射通量的计算公式,为激光散射探测提供了理论依据。     

散射成像技术的研究进展

散射在光的成像过程中无法避免,传统的光学成像技术很难解决散射引起的光波前畸变及图像失真等问题。近年来,大量的研究成果表明充分利用散射效应的成像技术可以实现透过散射介质或复杂介质成像,且具有超分辨的特性。本文在介绍散射成像基本原理的基础上,重点介绍了透过散射介质成像方法以及相关技术的研究进展,分析了散射成像尚存在的问题,最后对散射成像未来的研究方向进行了展望。     

Compton散射下等离子体球太赫兹散射特性

为了研究Compton散射对等离子体球太赫兹(THz)散射特性的影响,将多光子非线性Compton散射模型引入到该研究中,提出了将Compton散射作为影响等离子体球太赫兹散射的重要因素,给出了各向异性等离子体球散射场修正方程及介电常数张量、观测方位、极化状态等因素对THz波散射的影响,并进行了仿真实验。结果表明:微分散射截面随THz波频率变化近乎呈准谐振规律变化,较散射前增大了0.001;微分散射截面随观测方位和极化状态的变化较散射前增大了0.002。     

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。     

闪光照相系统的散射分布与降散射的数值模拟

 对法国试验客体（FTO）的3 m照相系统建模,利用Monte-Carlo方法模拟X光子输运过程,得到了系统的散射分布和系统器件对散射的贡献。结果表明：后保护锥是系统散射的主要来源,对于任意一点,后保护锥的散射占总散射的75%以上。FTO的散射主要是FTO外层材料和边缘的散射,这部分散射占客体总散射的90%以上。利用坡度准直器对系统散射严重的区域进行的降散射,表明坡度准直器是一个很好的降散射器件,能有效提高图像质量。     

外部加环肋有限长圆柱壳体声散射

为了深入理解双层加肋圆柱壳体的声散射机理,专门研究了两层壳体之间环肋的声散射。仅考虑模型的刚性散射,采用Kirchhoff近似推导了单个环肋的反向散射声场的解析解,并推广到等间距的环肋散射,结合圆柱壳刚性散射得到外部加周期性环肋的圆柱壳体的散射声场近似解。同时,利用图形声学方法(GRACO)对模型的目标强度进行数值计算。理论与实验的结果表明,刚性散射在反向散射声场中起主要作用,周期性环肋引起的Bragg散射对散射声场有重要贡献,同时遮挡效应在实际情况下有较大作用。      

共振光散射的时间量子理论

本文发展了Ｓｃｈｏｍｍｅｒｓ的时间观点，定义了时间，尤其是表征量子系统光散射的散射时间和共振散射时间。通过散射时间本征态的假定实现了散射时间的量子化，得到了量子化的共振散射时间。对原子的弹性光散射和Ｒａｍａｎ散射的成功应用推出了原子和原子的价电子逐级电离所形成的离子的所有原子能级的普适近似公式。     

米散射理论在新型导光板中的应用

根据米散射理论,提出了新型导光板的设计思路,计算并分析了对于一定波长的入射光,不同粒径的微粒的散射特性。总结了随着微粒粒径的变化,散射效率、消光效率与背向散射效率的变化规律,分析了散射过程中的偏振度随粒子粒径几散射角变化的情况,同时模拟计算了多个微粒对同一波长的入射光经过多次散射后的概率统计结果。     

哺乳动物软组织超声背向散射谱研究

本文使用宽带计算机辅助自动测试系统对一系列哺乳动物软组织的超声背向散射谱进行了测试分析。测试结果表明,猪的不同软组织其背向散射大小次序为:肝>心>肾>脾;牛肝的背向散射大于猪肝的背向散射;猪心肌与牛心肌均表现出各向异性的背向散射特性。根据非均匀连续媒质散射理论及有关组织学知识,作者着重讨论分析了各种组织的散射机制,从而对它们各自表现出的散射特性进行了较好的解释。     

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。     

光的散射定律及其证明

本文从完全新的角度出发,建立起散射介质的整体散射模型,从而发现了普遍适用的光的散射定律,并且开拓了测量介质散射率的新的研究领域。     

旋转双散射片散斑抑制方法

提出一种手动旋转双散射片的散斑噪声抑制方法,以一动一静的工作模式获得多幅独立的散斑场,通过多幅再现像叠加实现散斑的抑制。通过理论分析一动一静双散射片和单散射片的时间相关函数,证明一动一静双散射片的去相关速率明显高于单散射片,具有更好的散斑抑制效果。实验上分别进行了不同目数单散射片和双散射片、相同目数单散射片和双散射片之间的对比研究。从散斑对比度结果可以看出,散射片目数越多,再现像叠加数量越多,散斑抑制效果越好,并且双散射片的散斑抑制效果要优于单散射片。以相位光栅为样本,采用一动一静双散射片方式验证了所提方法的可行性,该方法获得了更好的成像效果。     

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.     

红外区磷化稼散射强度的计算与分析

根据Mie散射理论,对磷化稼粒子光散射特性进行了数值计算与理论分析,得到了散射强度与散射角、入射波长以及偏振度与散射角的关系。研究表明,红外波段光散射很小,前向散射占有优势,粒子半径越大,前向散射越强,并且在散射角900方向上能观测到线偏振光,对研究GaP红外光学特性提供了理论参考。