考虑细胞形态的小球藻光散射特性模拟

摘要

微藻的辐射特性是研究微藻光捕获效率的基本物性.小球藻细胞一般为非理想球形,并存在细胞核等内部细胞结构,同时表面存在一定突起结构.本文基于高斯随机球模型对小球藻的细胞形态进行建模,使用离散偶极子方法(DDA)对小球藻的光散射特性进行了模拟.对比了高斯随机球形态细胞粒子与理想球状细胞粒子的散射特性,分析了细胞核以及细胞粒径对散射特性的影响.结果表明:高斯随机球模型更接近小球藻的实际细胞形态,与理想的光滑球细胞模型相比,表面随机起伏的高斯随机球模型的散射相函数总体趋势与光滑球细胞模型相近,但其后向散射得到了显著增强.衰减截面和吸收截面都随细胞粒径的增加而增加.在相同粒径下,考虑细胞核与忽略细胞核相比,前者的衰减截面显著大于后者,但吸收截面没有明显差别.