气溶胶单粒子的偏振光散射特性研究
发布时间：2020-12-19 00:28
气溶胶颗粒物的光学性质取决于其化学组分、尺寸、形状及内部结构等,散射光探测技术广泛用于大气颗粒物的种类、浓度及尺寸分布的测量,光的偏振性在气溶胶颗粒物的探测和研究中扮演着重要角色。颗粒物的光散射偏振性质可由穆勒矩阵（4×4矩阵,由颗粒物的尺寸、形状及折射率决定）表达,将散射光的偏振信息和穆勒矩阵元数值与激发光的偏振状态相联系。本文针对偏振方向相互垂直的两束线偏振激发光,计算分析了气溶胶单粒子的光散射穆勒矩阵的特性,并与初步的实验结果进行了对比。本文运用T-matrix单粒子散射光微分散射截面计算方法,编写了对应一定范围采集立体角的散射光探测器的积分散射截面强度的计算程序,可以对具有不同等效直径、折射率的球形或轴对称颗粒进行模拟,获取不同位置和口径大小的探测器对散射光的响应。计算了若干散射极角位置的探测器的散射光响应强度,考察了粒子的尺寸、折射率以及形状特征（纵横比）对穆勒矩阵元和偏振强度因子Pf的影响。结果表明,偏振方向相互垂直的两束线偏振激发光的散射强度的差异正比于穆勒矩阵元Z12;Z12随着粒径的变化在零点附近上下波动,而对应于总散射光强的矩阵元Z11随粒径的增加而快速增长;随着非...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２数值计算方法在１９９８－２０１４年间电磁波和光散射系列会议中出现的相对频率（数据??来源：２０１６年Ｍｉｃｈａｅｌ?Ｋａｈｎｅｒｔ发表的关于非球形粒子光散射数值问题的综述性文章）??
（２－２４）??２．?２．?３单粒子光散射问题及频域宏观麦克斯韦方程组??图２．１表示单粒子光散射问题示意图。入射电磁场作用在一个任意粒子??上，粒子空间所占区域为Ｖｉｎｔ。在周围介质ＶＥＸＴ区域内的总场等于入射场和??散射场之和，Ｅ，？，＝Ｅ；ＢＣ＋ＥＳｆ．ｆｌ，Ｈｔｏ＜二Ｈ；？ｅ＋Ｈｓｔａ。粒子内部的总场称为内场??Ｅｗ?Ｈｉｎｔ。单粒子光散射丨句题就是利用Ｂ知的Ａ射场求解未知的散射■场和内??部场的过程。??Ｅ，Ｃ３（ｒ，／）??ｒｅＶＥＸＴ：?Ｊ??＾（ｒ）＝Ｍ）??Ｌ?Ｘ??ｊ．》、＇??Ｅ，，？）爾）一ｒ＾ｒＴ??＾?Ｘ?ｒｅＶｉＮＴ：?Ｅｒａ（ｒ，／）??ｆ（ｒ）＝￥，．（ｒ）???Ａ（ｒ）＝／ｖｄｒ）??图２．１单粒子光散射问题示意图??在求解光散射问题中，通常假设空间内无源，即ｐｆ?＝?０，?〇＝０，而且假设??所有场都是时谐场
这里的实分量Ａ和Ｂ位置独立。任何一点的电场矢量所在的平面都平行于??传播方向。在一个特殊的平面，假设当ｚ＝０时，电场矢量末端扫描出一条曲??线：五丨ｚ?＝?０）?＝?Ａ?ｃｏｓ?ｗ／?＋?Ｂｓｉｎ?ｍ，／。如图２．２所不上述方程描述的是一个摘圆偏振光??１５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]取向数对非球形沙尘气溶胶光学特性的影响[J]. 张小林,毛毛,银燕. 光散射学报. 2017(04)
[2]空间紫外遥感光谱仪器偏振特性研究[J]. 李寒霜,李博,王淑荣. 光学学报. 2018(01)
[3]大气颗粒物近前向光散射特性研究[J]. 吴金雷,张金碧,张莉,丁蕾,郑海洋,王颖萍,方黎. 光学学报. 2016(05)
[4]Theoretical studies on particle shape classification based on simultaneous small forward angle light scattering and aerodynamic sizing[J]. 张金碧,丁蕾,王颖萍,张莉,吴金雷,郑海洋,方黎. Chinese Physics B. 2016(03)
[5]非球形气溶胶对光波传输特性的影响[J]. 胡帅,高太长,刘磊,李浩,李云. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2016(02)
[6]基于光散射的实时气溶胶粒子形状识别技术研究[J]. 卜一川,赵永凯,陈正岩,张佩,黄惠杰. 中国激光. 2015(04)
[7]利用近前向散射图样识别单粒子形状的理论研究[J]. 张金碧,丁蕾,王颖萍,郑海洋,方黎. 物理学报. 2015(05)
[8]无锡市一次霾形成过程大气污染物特征分析[J]. 云龙龙,张天舒,陆钒,伍德侠,盛世杰,陆亦怀,刘建国. 大气与环境光学学报. 2015(01)
[9]非球形气溶胶粒子短波红外散射特性研究[J]. 范萌,陈良富,李莘莘,陶金花,苏林,邹铭敏,张莹,韩冬. 物理学报. 2012(20)
[10]Theoretical studies on bioaerosol particle size and shape measurement from spatial scattering profiles[J]. 冯春霞,黄立华,王剑波,赵永凯,黄惠杰. Chinese Optics Letters. 2011(09)
本文编号：2924896
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２数值计算方法在１９９８－２０１４年间电磁波和光散射系列会议中出现的相对频率（数据??来源：２０１６年Ｍｉｃｈａｅｌ?Ｋａｈｎｅｒｔ发表的关于非球形粒子光散射数值问题的综述性文章）??
（２－２４）??２．?２．?３单粒子光散射问题及频域宏观麦克斯韦方程组??图２．１表示单粒子光散射问题示意图。入射电磁场作用在一个任意粒子??上，粒子空间所占区域为Ｖｉｎｔ。在周围介质ＶＥＸＴ区域内的总场等于入射场和??散射场之和，Ｅ，？，＝Ｅ；ＢＣ＋ＥＳｆ．ｆｌ，Ｈｔｏ＜二Ｈ；？ｅ＋Ｈｓｔａ。粒子内部的总场称为内场??Ｅｗ?Ｈｉｎｔ。单粒子光散射丨句题就是利用Ｂ知的Ａ射场求解未知的散射■场和内??部场的过程。??Ｅ，Ｃ３（ｒ，／）??ｒｅＶＥＸＴ：?Ｊ??＾（ｒ）＝Ｍ）??Ｌ?Ｘ??ｊ．》、＇??Ｅ，，？）爾）一ｒ＾ｒＴ??＾?Ｘ?ｒｅＶｉＮＴ：?Ｅｒａ（ｒ，／）??ｆ（ｒ）＝￥，．（ｒ）???Ａ（ｒ）＝／ｖｄｒ）??图２．１单粒子光散射问题示意图??在求解光散射问题中，通常假设空间内无源，即ｐｆ?＝?０，?〇＝０，而且假设??所有场都是时谐场
这里的实分量Ａ和Ｂ位置独立。任何一点的电场矢量所在的平面都平行于??传播方向。在一个特殊的平面，假设当ｚ＝０时，电场矢量末端扫描出一条曲??线：五丨ｚ?＝?０）?＝?Ａ?ｃｏｓ?ｗ／?＋?Ｂｓｉｎ?ｍ，／。如图２．２所不上述方程描述的是一个摘圆偏振光??１５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]取向数对非球形沙尘气溶胶光学特性的影响[J]. 张小林,毛毛,银燕. 光散射学报. 2017(04)
[2]空间紫外遥感光谱仪器偏振特性研究[J]. 李寒霜,李博,王淑荣. 光学学报. 2018(01)
[3]大气颗粒物近前向光散射特性研究[J]. 吴金雷,张金碧,张莉,丁蕾,郑海洋,王颖萍,方黎. 光学学报. 2016(05)
[4]Theoretical studies on particle shape classification based on simultaneous small forward angle light scattering and aerodynamic sizing[J]. 张金碧,丁蕾,王颖萍,张莉,吴金雷,郑海洋,方黎. Chinese Physics B. 2016(03)
[5]非球形气溶胶对光波传输特性的影响[J]. 胡帅,高太长,刘磊,李浩,李云. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2016(02)
[6]基于光散射的实时气溶胶粒子形状识别技术研究[J]. 卜一川,赵永凯,陈正岩,张佩,黄惠杰. 中国激光. 2015(04)
[7]利用近前向散射图样识别单粒子形状的理论研究[J]. 张金碧,丁蕾,王颖萍,郑海洋,方黎. 物理学报. 2015(05)
[8]无锡市一次霾形成过程大气污染物特征分析[J]. 云龙龙,张天舒,陆钒,伍德侠,盛世杰,陆亦怀,刘建国. 大气与环境光学学报. 2015(01)
[9]非球形气溶胶粒子短波红外散射特性研究[J]. 范萌,陈良富,李莘莘,陶金花,苏林,邹铭敏,张莹,韩冬. 物理学报. 2012(20)
[10]Theoretical studies on bioaerosol particle size and shape measurement from spatial scattering profiles[J]. 冯春霞,黄立华,王剑波,赵永凯,黄惠杰. Chinese Optics Letters. 2011(09)
本文编号：2924896
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