人工雾的激光辐射特性分析及雾参数反演研究

摘要

本文共有六章组成.第一章介绍了大气光学的研究进展及激光辐射传输研究的意义;第二章详细介绍了激光辐射传输理论及光在雾中传输时可能发生的现象;第三章通过实验测量了垂直入射偏振光的透射光强,利用实验数据,分析了垂直、平行两方向上透射光强的变化趋势,得出平行偏振分量透射光强大致呈指数下降的趋势,垂直偏振分量透射光强先略微上升而后下降.由退偏振度随雾浓度的变化讨论了雾粒子的形状,揭示出雾的浓度较低时,雾滴近似为球形;第四章从理论上分析了子弹光在雾介质中传播时强度的变化及极限传输距离,基于光的偏振特性,改变光在雾中的传输距离,计算得到透射光强中子弹光与蛇形光的比分;第五章中利用Monte-Carlo方法模拟了光在雾中的传输,得出脉冲光在雾中传输时相对光强与传输时间的关系,为分辨子弹光与蛇形光提供了理论依据,并讨论了不同的散射系数和不对称因子对透射光强的影响.在此基础上利用迭代法求得介质辐射参数中的散射系数,对粒子的数密度及平均半径作了相应的计算;第六章进行研究总结,指出不足和有待于进一步研究的问题.

目录

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第一章引言

1光辐射传输研究的意义

2国内外进展

2.1 FS0的发展现状

2.2大气光学的研究进展

3本文的研究目的及内容

第二章激光辐射传输

第一节大气对辐射传输的影响

1.1辐射传输

1.2辐射在大气中的散射

1.3偏振

1.4退偏振现象

第二节雾的成因、分类及尺度分布

2.1雾的成因

2.2雾的分类

2.3雾的尺度分布

第三节激光在雾中的衰减

3.1激光在雾中传播时的单次散射

3.2激光在雾中的多次散射理论

第三章雾对光偏振态的实验研究

1实验装置

2实验结果分析

第四章基于偏振的光辐射光强的计算

1引言

2理论分析

3基于光偏振特性的实验方法

4实验结果分析

第五章光在雾中传输的蒙特卡罗模拟及相应的辐射参数的计算

第一节蒙特卡罗模拟

1理论模型

2蒙特卡罗方法模拟光子传输的原理

3计算结果分析

第二节衰减系数的计算

1计算原理

2计算结果分析

第三节烟雾浓度及粒径的计算

第六章总结与展望

1研究总结

2存在的不足及今后研究的方向

参考文献

致谢