激光探测尾流微气泡的偏振特性研究

唐勐; 张宇

doi:10.3788/IRLA202049.0105006

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激光探测尾流微气泡的偏振特性研究

唐勐, 张宇

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唐勐, 张宇. 激光探测尾流微气泡的偏振特性研究[J]. 红外与激光工程, 2020, 49(1): 0105006-0105006(6). doi: 10.3788/IRLA202049.0105006

引用本文:

唐勐, 张宇. 激光探测尾流微气泡的偏振特性研究[J]. 红外与激光工程, 2020, 49(1): 0105006-0105006(6). doi: 10.3788/IRLA202049.0105006

Tang Meng, Zhang Yu. Research on polarization characteristics of micro-bubbles laser detection in wake[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(1): 0105006-0105006(6). doi: 10.3788/IRLA202049.0105006

Citation:

Tang Meng, Zhang Yu. Research on polarization characteristics of micro-bubbles laser detection in wake[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(1): 0105006-0105006(6). doi: 10.3788/IRLA202049.0105006

激光探测尾流微气泡的偏振特性研究

doi: 10.3788/IRLA202049.0105006

唐勐,
张宇

哈尔滨工业大学物理学院, 黑龙江哈尔滨 150001

基金项目:

国家自然科学基金（61450002）；重点实验室基金（9140C260306130C26097）

详细信息

作者简介:
唐勐(1976-),男,博士生,主要从事光探测的理论和仿真方面的研究。Email:tangmeng@hit.edu.cn

中图分类号: O436.2

Research on polarization characteristics of micro-bubbles laser detection in wake

Tang Meng,
Zhang Yu

School of Physics, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China

摘要: 为了研究尾流中激光照明气泡幕的散射光强度和偏振的特性，利用基于偏振光传输的蒙特卡洛模型，对偏振激光入射含气泡群水体的三维空间分布模式进行仿真计算。研究了气泡和气泡群在不同气泡尺度，不同散射角条件下的散射光强和偏振状态；分析了气泡幕的气泡数密度，厚度对于散射光强度和偏振状态的影响。研究表明，散射光的强度和偏振度对气泡尺度和散射角较为敏感，气泡尺度参数越大，散射光强和偏振特征越趋向于集中在传输方向的小角度散射；气泡幕的数密度和厚度越大，散射光的强度随散射角度变化的敏感度下降，退偏振效果增强。
- 气泡群 /
- Mie散射 /
- 偏振
Abstract: In order to study the scattering intensity and polarization characteristics of the bubble curtain illuminated by laser in the wake, a Monte Carlo model based on the propagation of polarized light was used. A simulation of the 3D distribution pattern of water with a group of bubbles incident on it by a polarized laser beam was presented. The scattering intensity and polarization state of bubbles and bubble groups at different bubble scales and different scattering angles were studied, and the influence of bubble number density and thickness on scattering intensity and polarization state was analyzed. The results show that the intensity and polarization of the scattered light are sensitive to the bubble size and the scattering angle. The larger the bubble size is, the more the scattering intensity and polarization tend to be concentrated in the small angle scattering in the transmission direction. With the increase of the number density and thickness of the bubble curtain, the sensitivity of the intensity of the scattered light decreases with the change of the scattering angle, and the depolarization effect increases.
- bubbles groups /
- Mie scattering /
- polarization

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激光探测尾流微气泡的偏振特性研究

doi: 10.3788/IRLA202049.0105006

唐勐,
张宇

哈尔滨工业大学物理学院, 黑龙江哈尔滨 150001

作者简介:
唐勐(1976-),男,博士生,主要从事光探测的理论和仿真方面的研究。Email:tangmeng@hit.edu.cn

收稿日期: 2019-11-05
修回日期: 2019-12-15

基金项目:

国家自然科学基金（61450002）；重点实验室基金（9140C260306130C26097）

中图分类号: O436.2

关键词:

气泡群 /
Mie散射 /
偏振

摘要: 为了研究尾流中激光照明气泡幕的散射光强度和偏振的特性，利用基于偏振光传输的蒙特卡洛模型，对偏振激光入射含气泡群水体的三维空间分布模式进行仿真计算。研究了气泡和气泡群在不同气泡尺度，不同散射角条件下的散射光强和偏振状态；分析了气泡幕的气泡数密度，厚度对于散射光强度和偏振状态的影响。研究表明，散射光的强度和偏振度对气泡尺度和散射角较为敏感，气泡尺度参数越大，散射光强和偏振特征越趋向于集中在传输方向的小角度散射；气泡幕的数密度和厚度越大，散射光的强度随散射角度变化的敏感度下降，退偏振效果增强。