布里渊散射及其在激光雷达中的应用

在简要介绍布里渊散射的基本性质的基础上,重点介绍了布里渊散射在激光雷达中的应用。主要分析了布里渊散射在水中声速测量、粘滞系数的测量和水中目标探测方面的原理和技术实现。     

激光雷达回波信号的蒙特卡罗模拟研究:I.均匀薄雾的多重散射强度分布(英文)

本文简要报道了激光雷达回波信号及多重散射强度分布的蒙特卡罗模拟计算结果。激光雷达系统采用共轴设计 ,计算中采用具有一定厚度、均匀分布的球形薄雾粒子来模拟大气环境 ,研究了粒子尺寸对回波信号的影响 ,获得了不同粒子半径、不同接受视场角条件下多重散射信号强度分布的经验公式。以上两套经验公式具有良好的校正系数 ,可以直接用于激光雷达系统设计中多重散射效应的研究 ,节省大量的模拟计算时间 ,提高设计效率     

Polarized Multiply Scattered LIDAR Signals

In this paper we shall present our stochastic model for the transfer of polarized light. We introduce the polarized phase function which is necessary for the exact determination of the scattering distribution for polarized light. Finally, we compare results of variance reduction Monte Carlo simulations based on that model with measurements taken with the DLR-Microlidar. This LIDAR is designed especially for cloud and fog measurements and has two fields of view with two polarization channels each; see W. Krichbaumer et al. (Opt. Laser Technol. 25 (1993) p. 283).Presented at the 7th International Workshop on Multiple Scattering Lidar/Light Experiments (MUSCLE7), July 21–23 1994, Chiba, Japan.     

基于光参量振荡器的重频人眼安全激光器技术研究

 对KTP-OPO的相位匹配进行了理论分析和计算,并绘制了角度调谐曲线。基于光参量振荡器,选用KTP非线性晶体,在1.57μm人眼安全激光波段进行了实验研究。将脉冲氙灯侧面泵浦Nd∶YAG 1.064 μm激光应用于腔内KTP-OPO设计中,在工作频率5 Hz时,输出激光能量32 mJ,脉冲宽度7.22 ns,光 光转换效率为41%。这一结果使重频远距离人眼安全激光测距成为可能。     

Mie散射系数计算方法的研究

介绍一种计算Mie散射系数的新方法，给出计算实例。     

Direct recursion of the ratio of Bessel functions with applications to Mie scattering calculations

The primary goal of this paper is to describe a method to directly calculate the ratios between the Bessel functions of the first and second kind. This new method is introduced and discussed under the context of Mie scattering calculations. Past work on Mie calculations has mostly relied on calculating the Bessel functions separately, then taking the ratio. This technique fails when the order of the functions becomes appreciably larger than the argument. To solve this problem, we developed a stable method to directly calculate the ratio. When applied to Mie scattering calculations, the new method improves the control of the desired accuracy and enables calculations with higher precision. Since many other wave propagation problems also involve the ratios of Bessel functions and our method provides reliable and accurate calculations over a wide range of conditions, we expect it to find applications beyond Mie calculations.     

激光雷达探测北京城区夏季大气边界层

为了研究北京城区夏季大气边界层结构变化特征及大气边界层内气溶胶消光特性,2004年8月利用便携式米散射激光雷达对北京城区夏季大气边界层进行了系统观测。反演了观测站上空大气气溶胶的消光特性垂直分布以及大气边界层的高度。分析了气象条件和人类活动对大气边界层结构的影响。观测数据表明： 北京城区夏季大气边界层有明显的日变化特征,早晚比较低,日间有一个从低变高再变低的过程,中午前后达到最高。结合气象参数对测量数据进行的统计分析表明：北京城区夏季大气边界层高度相对稳定,多分布在1.8km以下,平均值为0.68km;大气边界层内存在浓度较高的气溶胶粒子,平均光学厚度（3km以内）在0.30左右。     

激光雷达辅助驾驶道路参数计算方法研究

针对特定场景辅助驾驶的需求,构建道路场景车载激光雷达三维扫描系统,并设计基于三维激光点云的道路参数提取与计算方法,包括路面宽度、横杆或桥梁或隧道限高、拐弯半径等等,为辅助判断道路的可通过性提供决策依据。测试和对比实验表明,所设计算法效果稳定、精度良好,在效率和自动化程度上有一定优势,可为辅助驾驶提供非常有益的决策参数。     

时间相关单光子计数型激光雷达距离判别法

为了解决光子计数型激光雷达测量系统,收集到的信号存在不确定性的问题,提出一种贝叶斯推论下的马尔可夫信号法,可实现回波峰值位置、峰值幅度等参量的提取,达到信号重建的目的.依据贝叶斯理论,利用后验预设分布模型近似描述参量的先验分布,有效提高对参量存在空间的探测速度.在求解过程中,将这些参量构成一个全局近似解,利用贝叶斯推论对所有全局近似解进行评估,挑选出最合适的全局近似解作为问题的全局最优解.实验表明,该方法具有较高的准确性和良好的鲁棒性.     

动态光散射实验中散射光偏振状态的研究

颗粒散射光的偏振状态对提高动态光散射实验系统空间相干性和测量结果正确性有着重要影响,因此研究散射光的偏振状态具有重要现实意义的。本文利用米散射理论分析了入射光与散射光偏振状态之间的关系,在此基础上揭示了在动态光散射中使用垂直偏振光作为入射光的理论依据,并在实验中验证了上述理论的正确性。     

激光雷达回波信号的蒙特卡罗模拟研究:Ⅰ.均匀薄雾的多重散射强度分布

本文简要报道了激光雷达回波信号及多重散射强度分布的蒙特卡罗模拟计算结果。激光雷达系统采用共轴设计,计算中采用具有一定厚度、均匀分布的球形薄雾粒子来模拟大气环境,研究了粒子尺寸对回波信号的影响,获得了不同粒子半径、不同接受视场角条件下多重散射信号强度分布的经验公式。以上两套经验公式具有良好的校正系数,可以直接用于激光雷达系统设计中多重散射效应的研究,节省大量的模拟计算时间,提高设计效率。     

Faithful compact quantum group actions on connected compact metrizable spaces

We construct faithful actions of quantum permutation groups on connected compact metrizable spaces. This disproves a conjecture of Goswami.     

Properties of gravitationally bound dark compact ultra dense objects

We consider compact astrophysical objects formed from dark matter fermions of mass 250 GeV to 100 TeV or from massless fermions hidden by vacuum structure of similar energy scale. These objects have maximum stable masses of sub-planetary scale and radii of micron to centimeter scale. We describe the surface gravity and tidal forces near these compact ultra dense objects, as pertinent to signatures of their collisions with visible matter objects.     

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分析了紧凑等离子体环(CT)加速的原理,给出了加速过程的辐射磁流体力学描述。采用Lagrange方法编写了二维计算程序,计算了10mg的氩CT在同轴加速器内的加速过程,得到了加速电流和辐射功率随时间的变化曲线,给出CT等离子体内部的速度和温度等物理量的分布。     

单分散系微粒的Mie散射计算

Mie散射是公认的一种极具发展前途的微粒测试技术,应用于工厂、企业排放烟尘中微粒粒度和浓度的测试,具有非接触、精度高、重复性好和可实时在线测量的优点,是研究检测污染排放的主要技术手段,也是微粒粒度和浓度分析的理论基础.本文对Mie散射理论的多个参量进行计算并给出其数学表达式.     

基于CCD传感的激光粒度测试技术研究

颗粒测试在工业生产和科学研究中涉及的领域非常广泛,常用的颗粒粒度及其分布的测试方法是激光粒度测试法,其具有测试精度高、测量速度快、重复性好和可测粒径范围宽等突出优点。CCD传感器有灵敏度高、分辨率高、噪声小和较大的动态范围等优点,其作为激光粒度仪的探测器提高光强分辨率的应用已经很普遍了。为提高测量精度,通过对CCD传感技术的研究,应用图像处理的方法来设计光电探测器,搭建了基于米氏散射原理的激光粒度测试系统。实验结果表明,用CCD传感器采集光散射图像,再对图像进行处理,D50与D10误差在6%之内,D90误差在1%之内,降低了测量的重复误差。     

Two-particle characterization by pulse induced and time resolved Mie scattering

With this numerical investigation we demonstrate the determining of particle size and particle distance for a two-particle system by time resolved Mie scattering. The optical interaction of the fs-laser pulse with the particle configuration produces a sequence of scattered light signals on the femtosecond time scale. The temporal differences between these signals represent typical dimensions of the particle system. The different ray tracks of the specific scattering orders, which are the reason of the temporal behaviour, have been verified by models of geometric optics. We have simulated the Mie scattered light by an algorithm for multi-particle scattering. For all examples the detector was positioned in the back scattering region at a scattering angle of θ=150°.