直接模拟法和统计估计法研究平面波通过离散随机介质的散射

本文从输运理论出发,利用逐项积分法获得直接模拟法和统计估计法的估计函数。研究了平面波通过平面离散随机介质的透射光强和反射光强随光学厚度、反照率、不对称因子的变化。统计估计法获得与文献[2]给出数据完全一致的结果。在直接模拟法中由于粒子空间位置抽样产生较大的统计涨落,当光学厚度增大,散射的各向异性增强及强吸收时其结果的偏差增大。 关键词：     

基于超声散射回波功率谱的热疗无损测温模型

在随机起伏介质超声散射理论下,基于组织超声散射问波功率谱,提出一种无损获取组织温度信息的新方法。组织中声速及密度的随机起伏引起超声散射,散射回波声压谱的均方值与组织中声速c、声速对温度的梯度dc/dt和组织的平均温度T等有关。分析组织散射超声回波信号平均归一化功率谱与组织温度的关系,可以从超声散射回波中有效提取组织温度信息。理论分析和模拟实验为医学上肿瘤热疗提供了一种新的无损测温的方法和思路。     

Monte Carlo方法模拟低能电子在多元介质中散射——基于平均散射截面方法

应用基于平均散射截面低能电子在多元介质中散射Monte Carlo方法,模拟E≤5eV低能电子在多种多元介质中散射。计算了电子背散射系数,背散射电子能谱、角分布,入射电子、背散射电子在介质中的作用范围、沉积能分布,并与确定散射中心方法的结果比较。两种方法计算结果广泛一致,进一步证明基于平均散射截面方法的有效性和可靠性。入射电子能量较低,介质平均原子序数较大时,计算的背散射电子角分析不服从余弦分布律。     

基于递归T矩阵的离散随机散射体散射特性研究

本文根据电磁场矢量球波函数多极点展开原理及矢量叠加定理提出了递归T矩阵算法的矢量形式,并且基于矢量递归T矩阵算法建立了多散射球模拟离散随机散射体散射的三维电磁散射模型.通过计算不同尺寸、随机分布散射球的散射以及分析散射球间的高阶散射效应,结果表明:矢量递归T矩阵算法具有很高的计算精度,算法中包含多散射体间的高阶散射效应,因此能够精确计算多散射体总的散射效应.本文所建模型可应用于土壤湿度探测工程中评估地表下掩埋离散随机散射体散射对雷达回波信号产生的影响.     

Monte Carlo方法模拟低能电子在多元介质中散射：基于平均散射截面 …

应用基于平均散射截面低能电子在多元介质中散射Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ方法,模拟Ｅ０≤５ｋｅＶ低能电子在多种多元介质同中散。计算了电子背散射系数,背散射电子能谱、角分布、入射电子,背散射电子在介质中的作用范围、沉积能分布,并与确定散射中心方法的结果比较。两种方法计算结果广泛一致,进上步证明基于平均散射截面方法的有效性和可靠性。入射电子能量较低,介质平均原子序数较大时,计算的背散射电子角分布不服从余弦分     

超短THz脉冲在随机散射介质中的传播

用Monte-Carlo方法模拟了超短THz脉冲在随机散射介质中的传播.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，研究了随机散射颗粒及介质厚度的大小对透射脉冲的影响.结果表明在Mie散射范围内，在相同的浓度下，颗粒尺寸越小，散射介质越厚，THz散射越严重，对透射脉冲的影响越大.散射同时降低了THz脉冲在随机散射介质中的成像分辨率. 关键词： 超短THz脉冲 随机散射介质 Mie理论 Monte-Carlo方法     

基于喇曼散射的光纤测温传感器

本文从受激喇曼散射原理出发,设计出一紧凑、轻便的光纤测温传感器。介绍了它的工作原理与设计方案,并对方案进行了讨论。     

非均匀随机散射介质层的多次散射和热辐射的分层迭代解

为纳入矢量辐射传输方程的多次散射，将非均匀平行分层分布的随机散射介质划分成多个薄 层，利用各薄层的低阶Mueller矩阵解推导出整层的高阶散射迭代解.用这一方法计算了具有 占空比、粒子大小和温度廓线非均匀分布的平行分层随机密集球形粒子积雪层的极化热辐射 .数值结果与一层均匀随机散射层的离散坐标-特征值方法作了比较，讨论了多次散射和热辐 射与散射层各特征参数的关系，与积雪层微波遥感数据进行了对比. 关键词： VRT方程 平行分层 高阶散射解 迭代解     

基于累加平均的分布式光纤拉曼测温系统

分布式光纤拉曼温度传感(DTS)系统是一套基于光纤中的拉曼散射效应来实现分布式温度监控的系统,利用光纤中拉曼散射光的强度与光纤的温度状态有关的原理对温度进行实时监测。设计了一套9 km的光纤拉曼测温系统,利用数据采集卡对斯托克斯和反斯托克斯光进行采集,在电脑端对温度进行累加平均处理,将微弱的信号从系统的噪声中提取出来,提高其信噪比。在累加平均16 000次的情况下测温精度达到了±2℃。     

基于透明介质成像的光学散射神经网络

近年来,随着神经网络的发展,多种光电神经网络框架相继提出,在图像和语音处理等方面表现出强大的应用潜力.设计一种新型的基于透明介质成像的光学散射神经网络框架.描述透明介质双向散射传播的物理特性,采用多层堆叠散射介质构建神经网络单层智能单元,并利用非线性光电材料薄膜实现非线性激活,级联单层智能单元构建深度网络物理模型;根据...     

基于深度学习的透过散射介质偏振识别

当偏振光在散射介质中传播时,由于散射粒子的多重散射作用而造成偏振信息的扰乱和丢失.为了保证偏振信息在散射介质中高效和高保真的传输,提出一种基于深度学习的透过散射介质偏振识别方法.通过构建卷积神经网络来提取散斑光强信息中入射光波偏振信息的特征,实现对入射光波偏振态的高分辨率识别,并使用初始相位不同的偏振光来验证卷积神经网络对偏振态识别的鲁棒性.实验结果表明,所提方法具有识别速度快和准确率高的优点,理论上可以通过无限大的数据来训练神经网络,因此该方法在偏振光学成像和激光通信等领域具有巨大的应用潜力.     

基于后向Raman散射测温系统波长的优化分析

本文对基于后向Raman散射分布式光纤测温系统中激光器中心波长的优化进行了分析.在详细讨论了Raman信号强度、温度灵敏度和系统工作稳定性等与半导体激光器中心波长之间的关系后,提出了优化选择中心波长的方法,并结合实例予以说明.     

散射介质中的气体吸收光谱技术对食品包装中氧气含量的光学无损检测

食品质量在很大程度上取决于食品的包装过程。为了抑制食品变质并延长货架期,食品包装技术在食品工业的应用得到了越来越广泛的发展。利用散射介质中的气体吸收光谱技术对食品包装中的气体含量进行光学无损检测。用中心波长为760 nm的二极管激光器测量食品包装中氧气的吸收光谱信号,通过研究包装内的气体交换过程估算出包装内的氧气体积分数。实验结果表明该技术可以用来测量食品包装中的氧气含量,确保食品包装的紧密型和安全性。     

双层散射介质的单次后向散射光谱分析

从上皮组织的结构特点出发,基于米氏(Mie)散射理论,建立了双层散射介质的单次后向散射光谱的理论模型,该模型通过偏振门屏蔽来自下层的噪声背景,只保留来自上层的单次散射光。计算分析了粒子的形态学参量如平均尺寸及其分布、相对折射率变化时,单次散射光谱的特征。并用傅里叶波形分析法研究了这些参量对单次后向散射光谱曲线形状及其谐波幅值的影响。结果表明,这些只经历了表层粒子单次散射的光谱信号对表层粒子的平均尺寸及其分布、相对折射率具有灵敏性。对光谱曲线波纹结构的幅值、频率,散射强度,光谱谐波的幅值有直接的影响。研究结果对早期癌症的散射光谱特征识别及其特征提取有重要的实用价值。     

小角X射线散射方法测定二氧化硅干凝胶的平均孔径

提出了当多孔体系的小角X射线散射不遵守Porod定理的情况下,应用Debye法(相关函数法) 和Guinier法(逐级切线法和多级斜线法)计算它们的平均孔径的方法.对不同制备条件下部分 二氧化硅干凝胶的测试,取得了比较一致的结果,并与氮气吸附法测定结果进行了对比. 关键词： 小角X射线散射 二氧化硅干凝胶 平均孔径     

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.     

基于后向Raman散射的分布式测温系统滤光片的数学模型

本文给出了一个设计Raman滤光片参数(中心波长和全峰值半宽FWHM)的数学模型。首先,讨论了Raman滤光片参数设计的相关问题,接着提出了数学模型并进行了讨论。分析表明:模型是合理、有效的。最后,给出了一个具体实例。     

基于蒙特卡罗模拟的散射介质中后向光散射模型及分析应用

构建了内光源模型探讨散射介质中的光散射现象,利用蒙特卡罗方法研究了逃逸出组织的后向散射光子数随光子在组织内部发生的散射次数的分布关系,探讨了光源照明方式、辐射强度、接收方式、调制等参数的变化对后向散射的影响,结果表明后向散射光子的数量随散射次数的分布并非简单的单调递增或递减,而是一条先增大后减小出现峰值的曲线. 峰值位置、峰值大小及曲线形状与光源、探测方式、组织光学特性参数等有关. 关键词： 医用光学与生物技术 散射介质 后向散射 蒙特卡罗模拟     

激光通过散射介质的聚焦

基于角谱衍射公式和散射介质的圆形高斯分布模型,数值模拟光通过散射介质的聚焦.通过反馈优化算法实现散射光束的波前整形,在目标位置处形成一个很亮的聚焦光斑.改变聚焦目标位置后,可实现任意位置处的单点或多点聚焦.讨论了空间光调制器上的总调制单元个数、每个调制单元相位准确度与光强增长因子的关系.结果表明:目标位置处的光强随着总像素单元数的增加而线性地增强,并且随着调制单元的相位准确度的增加而增强.