球锥扁椭球冰粒后向散射实验与DDA计算研究 被引量：4

1

作者 许小永 王振会 +1 位作者 王庆安 巢增明 《南京气象学院学报》 CSCD 北大核心 2002年第3期307-313,共7页

采用实验室观测和 DDA法理论计算 ,分别获得了球锥扁椭球形冰粒对 3 .2、5.6和 1 0 .7cm三种波长极化波的后向散射特性数据。结果表明 ,测量资料和计算数据具有很好的一致性。球锥扁椭球形冰粒的后向散射截面大小不仅依赖于其尺寸 (等... 采用实验室观测和 DDA法理论计算 ,分别获得了球锥扁椭球形冰粒对 3 .2、5.6和 1 0 .7cm三种波长极化波的后向散射特性数据。结果表明 ,测量资料和计算数据具有很好的一致性。球锥扁椭球形冰粒的后向散射截面大小不仅依赖于其尺寸 (等容半径 )而且受其形状影响 ,“差反射率因子 ZDR”与粒子形状参数“水平—垂直尺度比”呈很好的线性正相关。 展开更多

关键词 球锥扁椭球形冰粒 后向散射截面 dda法 实验测量 差反射率因子ZDR 冰雹 电磁波

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随机取向烟尘团簇粒子激光散射特性研究 被引量：14

2

作者 类成新 刘汉法 张化福 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期876-880,共5页

利用蒙特卡罗方法根据团簇-团簇凝聚(CCA)模型对由球形原始粒子凝聚而成的烟尘团簇粒子进行了模拟,用离散偶极子近似(DDA)方法研究了烟尘团簇粒子随机取向时的激光散射特性,并与等效球形粒子的激光散射特性进行了比较。结果表明,等效球... 利用蒙特卡罗方法根据团簇-团簇凝聚(CCA)模型对由球形原始粒子凝聚而成的烟尘团簇粒子进行了模拟,用离散偶极子近似(DDA)方法研究了烟尘团簇粒子随机取向时的激光散射特性,并与等效球形粒子的激光散射特性进行了比较。结果表明,等效球形粒子的激光散射特性与随机取向烟尘团簇粒子的激光散射特性存在着明显差别,不能用等效球形粒子来代替随机取向的团簇粒子;随机取向的烟尘团簇粒子的激光散射特性受基本粒子数量和粒径的影响比较大。该结果将为进一步研究随机取向团簇粒子的形成机理、形态特性以及激光在其中的传输特性提供了一种理论方法。 展开更多

关键词 物理光学 烟尘团簇凝聚粒子 离散偶极子近似方法 激光散射特性

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分形凝聚粒子的光散射特性研究 被引量：12

3

作者 王红霞 马进 +1 位作者 宋仔标 刘代志 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期284-289,共6页

粒子的形状和凝聚对光散射特性有着很大的影响。基于分形生长的受限扩散(DLA)模型,模拟了凝聚粒子的三维空间分形结构,并采用回转半径法计算了凝聚粒子的分形维数。利用离散偶极子近似(DDA)方法研究了纳米石墨凝聚粒子的光散射特性,对... 粒子的形状和凝聚对光散射特性有着很大的影响。基于分形生长的受限扩散(DLA)模型,模拟了凝聚粒子的三维空间分形结构,并采用回转半径法计算了凝聚粒子的分形维数。利用离散偶极子近似(DDA)方法研究了纳米石墨凝聚粒子的光散射特性,对于原始粒子数不同的凝聚粒子及分形结构不同的凝聚粒子,数值计算了散射强度和偏振度随散射角的分布规律。结果表明凝聚粒子的散射特性与包含的粒子数目、入射波长和分形维数有关,与等体积球的散射特性也存在很大的差异。 展开更多

关键词 物理光学 光散射 离散偶极子近似 分形凝聚粒子 纳米石墨

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鳞片石墨粒子红外消光性能数值计算 被引量：10

4

作者 缪云坤 刘海锋 +1 位作者 刘清海 黎守云 《红外技术》 CSCD 北大核心 2015年第3期190-192,223,共4页

利用离散偶极子近似（DDA）方法计算了圆形鳞片石墨粒子对中远红外消光性能与波长、圆片直径和厚度等的关系，结果表明，片径3～4mm的圆形鳞片石墨粒子（厚度为直径的1/10）对中远红外的消光性能较好，散射作用大于吸收作用，圆片粒子... 利用离散偶极子近似（DDA）方法计算了圆形鳞片石墨粒子对中远红外消光性能与波长、圆片直径和厚度等的关系，结果表明，片径3～4mm的圆形鳞片石墨粒子（厚度为直径的1/10）对中远红外的消光性能较好，散射作用大于吸收作用，圆片粒子的消光性能明显好于对应有效半径的球形粒子的消光性能，圆片厚度越薄，消光系数越大，并逐渐趋于最大值。 展开更多

关键词 鳞片石墨 红外消光性能 离散偶极子近似(dda)

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基于离散偶极子近似生物细胞光散射研究 被引量：10

5

作者 刘建斌 曾应新 杨初平 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期2204-2208,共5页

用离散偶极子近似(Discrete Dipole Approximation,DDA)对生物细胞的光散射特性进行数值模拟,分析讨论了基于生物细胞的相对折射率、散射截面、粒子直径等的光散射图像。分析表明,生物细胞的散射光强随着散射角度和相对折射率的增大而增... 用离散偶极子近似(Discrete Dipole Approximation,DDA)对生物细胞的光散射特性进行数值模拟,分析讨论了基于生物细胞的相对折射率、散射截面、粒子直径等的光散射图像。分析表明,生物细胞的散射光强随着散射角度和相对折射率的增大而增大,散射的主要能量集中在10°散射角以内。然后设计了用于分析悬浮生物细胞的光散射实验装置,并以悬浮的牛肾细胞作为实验样品,进行实验研究。分析结果显示,模拟数据与实验数据符合较好。为进一步研究生物细胞散射特性以及无损检测提供一种理论和实验方法。 展开更多

关键词 离散偶极子近似(dda) 生物细胞 非球形粒子 光散射

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Au纳米粒子二维周期阵列的LSPR消光特性分析 被引量：8

6

作者 张维 孙辉 +5 位作者 刘儒平 岳钊 王程 常胜江 耿卫东 刘国华 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1005-1010,共6页

采用离散偶极子近似(DDA)方法,对不同间距的Au纳米粒子阵列在不同介质情况下的消光特性进行仿真分析。分析结果表明,消光峰值波长和强度随纳米粒子间距的减小而增大,但在间距较大的情况下折射率灵敏度基本不变。实验测量结果也表明,不... 采用离散偶极子近似(DDA)方法,对不同间距的Au纳米粒子阵列在不同介质情况下的消光特性进行仿真分析。分析结果表明,消光峰值波长和强度随纳米粒子间距的减小而增大,但在间距较大的情况下折射率灵敏度基本不变。实验测量结果也表明,不同的密度分布的Au纳米球阵列对应了基本相同的折射率灵敏度。因此,在纳米粒子间距较大时,纳米粒子阵列局部分布的不均匀不会改变整体的折射率灵敏度,相同的消光峰值波长红移量对应相同的介质折射率变化量。 展开更多

关键词 局域表面等离子体共振(LSPR) 离散偶极子近似(dda) AU纳米粒子 周期阵列 消光特性

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石墨烯红外波段复折射率及消光性能研究 被引量：4

7

作者 李凯 王玄玉 +1 位作者 高艳卿 董文杰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期37-43,共7页

石墨烯是一种新型二维纳米碳材料,在红外干扰方面具有很大的潜在应用价值,其红外消光特性值得深入研究。文中利用红外椭偏仪测量了石墨烯压片在红外波段的椭偏参数,计算得到其红外波段的复折射率,采用离散偶极近似(DDA)方法计算了石墨烯... 石墨烯是一种新型二维纳米碳材料,在红外干扰方面具有很大的潜在应用价值,其红外消光特性值得深入研究。文中利用红外椭偏仪测量了石墨烯压片在红外波段的椭偏参数,计算得到其红外波段的复折射率,采用离散偶极近似(DDA)方法计算了石墨烯在2~14μm波段的效率因子、消光系数与入射波长、粒子直径和厚度的关系。计算结果表明,石墨烯在2~14μm波段具有优异的红外消光性能,其消光性能主要取决于材料的吸收性能,吸收作用大于散射作用,同时粒子对近、中红外辐射的消光性能明显好于远红外波段;消光效率因子和消光系数随波长增加逐渐减小;消光效率因子随粒子直径的增加而增大,近、中红外波段的消光系数大于远红外波段,其中直径0.25~1μm粒子的消光系数最大,直径1~4μm粒子的消光系数随直径增加逐渐减小,直径大于4μm的粒子对各波段红外的消光能力受粒度变化的影响很小;消光效率因子随粒子片层厚度的增加逐渐增大,近、中红外波段的消光系数随厚度的增加有所减小,而远红外波段的消光系数受粒子厚度变化影响不大。 展开更多

关键词 石墨烯 复折射率 离散偶极近似(dda) 红外 消光系数

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六角形冰晶的94 GHz毫米波后向散射特性的模拟计算分析 被引量：4

8

作者 吴举秀 魏鸣 周杰 《高原气象》 CSCD 北大核心 2014年第1期252-260,共9页

利用离散偶极子近似法(DDA),研究了等效半径Re在0.8 mm范围内的柱状和片状冰晶在不同空间取向、温度和尺度比时,对94 GHz雷达发射的水平偏振波产生的后向散射,并讨论了等效雷达反射率因子Ze随粒子谱中值直径及冰水含量的变化。结果表明... 利用离散偶极子近似法(DDA),研究了等效半径Re在0.8 mm范围内的柱状和片状冰晶在不同空间取向、温度和尺度比时,对94 GHz雷达发射的水平偏振波产生的后向散射,并讨论了等效雷达反射率因子Ze随粒子谱中值直径及冰水含量的变化。结果表明,温度对后向散射效率的影响较低,空间取向对后向散射效率的影响与粒子大小和形状有关。当雷达波垂直指向天顶,在冰晶粒子等效半径Re<0.8 mm时,水平取向冰晶的后向散射效率比随机取向大,粒子越偏离球形,差别基本上越大;在同一取向时,粒子越偏离球形,后向散射效率基本上越大。在一定冰水含量下,取向、形状和冰晶谱的形状参数对Ze的影响和粒子谱中值直径有关;对于垂直指向的雷达,如果将六角形冰晶等效为等体积球形冰晶,当粒子较大(0.4 mm<Re<0.8 mm)时,其Ze将被低估。 展开更多

关键词 离散偶极子近似法dda 六角形冰晶 冰晶取向 后向散射截面

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基于不对称比的火灾烟雾探测器散射角优化 被引量：3

9

作者 施志成 周勇 程旭东 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期107-112,共6页

为提升基于不对称比的火灾烟雾探测器的性能,优化散射角,通过对火灾烟雾粒径信息的收集,建立光散射物理模型,再采用离散偶极子近似(DDA)方法,计算一定粒径分布火灾烟雾的散射光强角分布,探讨颗粒形貌和尺寸参数对于散射特征的影响。计... 为提升基于不对称比的火灾烟雾探测器的性能,优化散射角,通过对火灾烟雾粒径信息的收集,建立光散射物理模型,再采用离散偶极子近似(DDA)方法,计算一定粒径分布火灾烟雾的散射光强角分布,探讨颗粒形貌和尺寸参数对于散射特征的影响。计算结果表明:散射光强随观察角的增加在整体上呈现先下降后上升的趋势,散射光强最小值对应的角度随尺寸参数变化;基于不对称比的烟雾探测器散射角的优化设计关键在于后向散射角的选取,当尺寸参数较小时,后向散射角应选择110°,当尺寸参数较大时,后向散射角应选择135°。 展开更多

关键词 不对称比 烟雾探测器 散射角 离散偶极子近似(dda) 烟雾颗粒

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单一金纳米棒的光学及折射率传感特性研究 被引量：1

10

作者 彭胜 杜朝玲 施大宁 《光散射学报》 2018年第1期77-83,共7页

基于贵金属纳米粒子在折射率传感及探测中的应用,本文运用离散偶极近似,模拟计算了单一金纳米棒的远场消光光谱,研究了其偶极局域表面等离子体共振波长的可调性及折射率的传感特性。研究表明,通过调控金纳米棒的长径比,纳米棒的局域表... 基于贵金属纳米粒子在折射率传感及探测中的应用,本文运用离散偶极近似,模拟计算了单一金纳米棒的远场消光光谱,研究了其偶极局域表面等离子体共振波长的可调性及折射率的传感特性。研究表明,通过调控金纳米棒的长径比,纳米棒的局域表面等离子体共振波长在可见至近红外波长范围内广泛可调;在可见与近红外波长范围内,该共振波长及对应的折射率灵敏度对纳米棒长径比的响应皆分别呈现出二次与线性的分段特征。此外,利用金介电函数虚部随入射光波长的变化关系,揭示了金纳米棒表面等离子体所对应的半高宽随该共振波长的变化规律;并利用长径比对金纳米棒的品质因子进行了优化,得到了优化的长径比。本文的研究结果对未来设计和制造性能优异的基于局域表面等离子体共振的传感/探测基底和元器件具有重要的理论指导意义。 展开更多

关键词 离散偶极近似 局域表面等离子体共振 折射率灵敏度 半高宽!品质因子

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各向异性对随机多孔涂层辐射特性的影响研究 被引量：1

11

作者 王博翔 赵长颖 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期395-399,共5页

本文基于对空气等离子喷涂(APS)多孔热障涂层的实际微观结构的分析,首次研究了其辐射特性的各向异性性质。建立了考虑涂层中非球形孔隙及其朝向分布的微结构模型,采用离散偶极子算法(DDA)求解了该多孔微结构在不同辐射热流传输方向的辐... 本文基于对空气等离子喷涂(APS)多孔热障涂层的实际微观结构的分析,首次研究了其辐射特性的各向异性性质。建立了考虑涂层中非球形孔隙及其朝向分布的微结构模型,采用离散偶极子算法(DDA)求解了该多孔微结构在不同辐射热流传输方向的辐射特性分布。为了精确研究微纳结构辐射特性的各向异性对宏观热流传输的影响,本文提出了一种各向异性随机行走方法,推导了相应的宏观传输特性参数,并与传统基于各项同性介质的结果进行了对比。结论表明,涂层辐射特性的各向异性对涂层辐射热流传输有一定影响,实际计算与设计中必须加以考虑。 展开更多

关键词 热障涂层 辐射特性 各向异性 离散偶极子算法 随机行走

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干扰气溶胶及火灾烟颗粒光散射特性数值模拟研究

12

作者 全珈兴 杨泽伟 周勇 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期11-16,共6页

为解决传统光电感烟探测器易受到干扰气溶胶(水蒸气、粉尘等)影响而导致误报率较高的问题,提出1种火灾烟颗粒和干扰气溶胶区分识别方法。根据不同粒径大小、复折射率及形貌特征,建立明火烟颗粒(分形凝聚体)、阴燃/热解烟颗粒(球形)、水... 为解决传统光电感烟探测器易受到干扰气溶胶(水蒸气、粉尘等)影响而导致误报率较高的问题,提出1种火灾烟颗粒和干扰气溶胶区分识别方法。根据不同粒径大小、复折射率及形貌特征,建立明火烟颗粒(分形凝聚体)、阴燃/热解烟颗粒(球形)、水滴(球形)、粉尘(椭球)的散射模型,基于离散偶极子近似方法及Mie散射理论,研究其在405 nm波长和870 nm波长下的光散射特性。研究结果表明:火灾烟颗粒与干扰气溶胶在2种波长下的散射光强具有较大区别,尤其在前向散射角度时S 11比值的区别更为明显。研究结果可对传统光电感烟探测器光路结构设计优化改进,降低误报率。 展开更多

关键词 光散射 离散偶极子近似方法 MIE散射理论 双波长 误报

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随机取向六角形冰晶粒子的散射特性研究 被引量：1

13

作者 类成新 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期828-832,共5页

利用离散偶极子近似方法研究卷云中随机取向六角形冰晶粒子的取向比对散射特性的影响,数值计算了在小尺度范围内随机取向六角形冰晶粒子的散射特征量,包括散射相函数、消光效率因子、不对称因子、单次散射反照率和线偏振度。研究表明:... 利用离散偶极子近似方法研究卷云中随机取向六角形冰晶粒子的取向比对散射特性的影响,数值计算了在小尺度范围内随机取向六角形冰晶粒子的散射特征量,包括散射相函数、消光效率因子、不对称因子、单次散射反照率和线偏振度。研究表明:取向比对随机取向六角形冰晶粒子散射特征量的影响比较明显,并且此影响随着粒子尺度参数的变化而变化,与入射波长无关;相同尺度参量和不同取向比粒子的散射相函数的角分布曲线均有一个交点,并且随着粒子尺度参量的增加,交点所对应的散射角度值逐渐向小角度方向移动。此研究结果为气溶胶粒形检测和识别提供了理论依据。 展开更多

关键词 散射特性 离散偶极子近似方法 取向比 六角形冰晶粒子

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非球形冰晶的毫米波k-Z_e关系研究 被引量：8

14

作者 吴举秀 魏鸣 周杰 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期1377-1395,共19页

针对毫米波雷达处理数据的实际需要,应用离散偶极子近似法DDA,获得了非球形冰晶的后向散射及衰减截面并进行了参数化,并主要基于细化的冰云模型,假设冰晶粒子谱为Γ分布,通过模拟取样各1330次(代表1330种粒子分布),分别计算得到了W波段(... 针对毫米波雷达处理数据的实际需要,应用离散偶极子近似法DDA,获得了非球形冰晶的后向散射及衰减截面并进行了参数化,并主要基于细化的冰云模型,假设冰晶粒子谱为Γ分布,通过模拟取样各1330次(代表1330种粒子分布),分别计算得到了W波段(94 GHz)与Ka波段(35 GHz)毫米波雷达探测的冰云衰减系数k及雷达反射率因子Z e,而且利用数值模拟的方法,建立了k-Z e关系的具体表达式。计算表明,非球形和非瑞利散射对W波段毫米波雷达衰减的影响较大,而且在同样滴谱分布条件下,W波段毫米波雷达的衰减比Ka波段毫米波雷达的大几倍,此外细化的冰云模型对k-Z e关系具有影响。本研究对中纬度非降水性冰云的毫米波雷达的衰减订正具有参考价值,并对中国的毫米波雷达应用具有借鉴作用。 展开更多

关键词 非球形冰晶 毫米波雷达 k-Ze关系 离散偶极子近似法(dda)

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