留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

1.06 μm激光气溶胶凝聚粒子散射特性

黄朝军,  吴振森,  刘亚锋

downloadPDF
文章导航 > 红外与激光工程  > 2013 >  42(9): 2353-2357
黄朝军, 吴振森, 刘亚锋. 1.06 μm激光气溶胶凝聚粒子散射特性[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2353-2357.
引用本文: 黄朝军, 吴振森, 刘亚锋. 1.06 μm激光气溶胶凝聚粒子散射特性[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2353-2357.
shu
Huang Chaojun, Wu Zhensen, Liu Yafeng. Scattering characteristics of aerosol aggregation particles of 1.06 μm laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(9): 2353-2357.
Citation: Huang Chaojun, Wu Zhensen, Liu Yafeng. Scattering characteristics of aerosol aggregation particles of 1.06 μm laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(9): 2353-2357.
shu

1.06 μm激光气溶胶凝聚粒子散射特性

  • 1.

    西安电子科技大学 理学院,陕西 西安 710071;

  • 2.

    陕西理工学院 物理与电信工程学院,陕西 汉中 723000

基金项目: 

国家自然科学基金（41105107，61172031）;陕西省自然科学基金（2010JM5011）; 陕西省教育厅专项科研计划项目（2013JK0853）

详细信息
    作者简介:

    黄朝军（1977-），男，副教授，博士生，主要从事无线电物理和大气光学方面的研究。Email：slghcj@sina.cn；吴振森（1946-），男，教授，博士生导师，主要从事复杂目标环境电磁光散射特性及波传播方面的研究。Email：wuzhs@mail.xidian.edu.cn

    黄朝军（1977-），男，副教授，博士生，主要从事无线电物理和大气光学方面的研究。Email：slghcj@sina.cn；吴振森（1946-），男，教授，博士生导师，主要从事复杂目标环境电磁光散射特性及波传播方面的研究。Email：wuzhs@mail.xidian.edu.cn

  • 中图分类号: O434.14

Scattering characteristics of aerosol aggregation particles of 1.06 μm laser

  • 1.

    School of Science,Xidian University,Xi'an 710071,China;

  • 2.

    School of Physics and Telecommunication Engineering,Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723000,China

  • 摘要: 气溶胶是大气电磁环境中的重要组成部分，气溶胶粒子严重影响1.06 m激光的传输特性。单次散射反照率和不对称因子是研究气溶胶中激光传输特性的一个重要参量。基于CCA模型，模拟了由64个球形原始微粒凝聚而成的四种取向气溶胶凝聚粒子。利用离散偶极子近似方法，数值计算了1.06 m激光入射情况下四种形状气溶胶凝聚粒子的单次散射反照率和不对称因子随入射角变化的值；并分析了尺寸参数对单次散射反照率和不对称因子的影响。结果显示：对于相同数目原始微粒的气溶胶凝聚粒子，其单次散射反照率和不对称因子明显依赖于入射光的入射角度和气溶胶凝聚粒子的形状；对于不同尺寸参数的气溶胶凝聚粒子，其单次散射反照率和不对称因子随尺寸参数的增大而增大，当尺寸参数大于3时，气溶胶凝聚粒子的散射主要集中于前向散射。
    Abstract: The aerosol is an important ingredient of atmospheric electromagnetic environment, the aerosol particles affect on the transmission of 1.06 m laser seriously. The single scattering albedo and asymmetry factor is an important parameter for the research on the laser transmission characteristics in aerosol. Cluster-cluster aggregation(CCA) model was used to simulate four kinds of aerosol aggregation particles consisting of 64 spherical original particles. Combined with the discrete dipole approximation method, the value of single scattering albedo and asymmetry parameter under different incident angles with 1.06 m laser incident were numerically calculated, and the influence of the size parameters of the single scattering albedo and asymmetry factor was analyzed. The results show that the single scattering albedo and asymmetry factor are significantly dependent on the incident angle and shapes for the aerosol aggregation particles with same number of original particles. And for the aerosol aggregation particles with different size parameters, the single scattering albedo and asymmetry factor increases with increasing size parameter, when the size parameter is greater than 3, the scattering of aerosol aggregation particles is mainly concentrated in the forward scattering.
  • [1] Cong Mingyu, Shao Chengxun, Wang Xuexiao. Target and atmospheric environment model of 1.06 m laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2000, 29(4): 71-77. (in Chinese) 丛明煜, 邵成勋, 王学孝. 1.06 m激光半主动制导的目标与大气环境模型[J]. 红外与激光工程, 2000, 29(4): 71-77.
    [2]
    [3]
    [4] Yang Zhao, Li Qiang, Sun Dongsong. Study about atmosphere extinction coefficient based on 1 064 nm Mie-scattering lidar[J]. Laser Technology, 2006, 30(2): 170-173. (in Chinese) 杨昭, 李强, 孙东松. 基于1 064 nm米散射激光雷达的大气消光特性的研究[J]. 激光技术, 2006, 30(2): 170-173.
    [5] Yin Qing, He Jinhai, Zhang Hua. Application of laser radar in monitoring meteorological and atmospheric environment[J]. Journal of Meteorology and Environment, 2009, 25(5): 48-56. (in Chinese) 尹青, 何金海, 张华. 激光雷达在气象和大气环境监测中的应用[J]. 气象与环境学报, 2009, 25(5): 48-56.
    [6]
    [7]
    [8] Huang Chaojun, Wu Zhensen, Liu Yafeng, et al. Numerical calculation of phase function of atmospheric aerosol particles[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(3): 580-585. (in Chinese) 黄朝军, 吴振森, 刘亚锋, 等. 大气气溶胶粒子散射相函数的数值计算[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(3): 580-585.
    [9] Chen Yuru, Li Qing, Wang Hongjuan. Theoretic calculation model of 1.06m laser atmosphere attenuation coefficient[J]. Journal of Atmospheric and Environmental Optics, 2012, 7(2): 95-100. (in Chinese) 陈玉茹, 李晴, 王洪娟. 1.06m激光大气衰减系数理论计算模型研究[J]. 大气与环境光学学报, 2012, 7(2): 95-100.
    [10]
    [11]
    [12] Liu Weichao, Qi Linlin, He Hongrang, et al. Numerical study on atmospheric transmission of 1.06 m laser[J]. Laser Infrared, 2011, 41(5): 520-524. (in Chinese) 刘伟超, 齐琳琳, 何宏让, 等. 1.06 m激光大气透过特性的数值计算研究[J]. 激光与红外, 2011, 41(5): 520-524.
    [13] Wu Zhangfa, Colbeck I. Studies of the dynamic shape factor of aerosol agglomerates[J]. Europhysics Letters, 1996, 33(9): 719-724.
    [14]
    [15]
    [16] Draine B T. The discrete-dipole approximation and its application to interstellar graphite grains[J]. Astrophys J, 1988, 333: 848.
    [17] Liu Yafeng, Huang Chaojun, Lou Benzhuo. Numerical calculation of aerosol optical properties based on infrared band[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(6): 1605-1609. (in Chinese) 刘亚锋, 黄朝军, 娄本浊. 红外波段气溶胶粒子光学特性的数值计算[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(6): 1605-1609.
    [18]
    [19] McCartney E J. Optics of the Atmosphere[M]. New York: Wiley, 1976.
  • [1] 李路, 邢昆明, 赵明, 邓迁, 王邦新, 庄鹏, 施云.  探测气溶胶-水汽的拉曼-米散射激光雷达系统 . 红外与激光工程, 2023, 52(4): 20220484-1-20220484-11. doi: 10.3788/IRLA20220484
    [2] 顾有林, 张熙, 胡以华, 孟凡昊, 陈国龙, 丁婉莹, 何海浩.  气溶胶粒子凝聚模型研究进展（特邀） . 红外与激光工程, 2023, 52(6): 20230243-1-20230243-19. doi: 10.3788/IRLA20230243
    [3] 杨伟荣, 潘永强, 郑志奇.  光学表面粒子污染物散射的单层薄膜调控特性 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210234-1-20210234-7. doi: 10.3788/IRLA20210234
    [4] 陈壮, 田博宇, 缪麟, 孙年春, 张彬.  环境相对湿度对光学镜面散射特性的影响 . 红外与激光工程, 2021, 50(6): 20210041-1-20210041-7. doi: 10.3788/IRLA20210041
    [5] 任神河, 高明, 王明军, 保秀娟, 李艳.  非球形簇团核壳结构粒子的激光散射特性 . 红外与激光工程, 2020, 49(9): 20190545-1-20190545-10. doi: 10.3788/IRLA20190545
    [6] 战俊彤, 张肃, 付强, 段锦, 李英超.  非球型粒子对激光偏振特性的影响 . 红外与激光工程, 2020, 49(11): 20200150-1-20200150-6. doi: 10.3788/IRLA20200150
    [7] 柯程虎, 张辉, 保秀娟.  团聚形核壳结构冰晶粒子的激光散射特性 . 红外与激光工程, 2019, 48(8): 805008-0805008(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0805008
    [8] 张学海, 戴聪明, 张鑫, 魏合理, 朱希娟, 马静.  相对湿度和粒子形态对海盐气溶胶粒子散射特性的影响 . 红外与激光工程, 2019, 48(8): 809002-0809002(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0809002
    [9] 崔生成, 朱文越, 李学彬, 罗涛, 张梓晗, 张文忠, 韩露, 陆文强.  0.4~14 μm中国海域海表反照率时空分布特性 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1212001-1212001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1212001
    [10] 杨玉峰, 秦建华, 李挺, 姚柳.  沙尘气溶胶粒子数量浓度计算及激光传输特性 . 红外与激光工程, 2017, 46(S1): 29-35. doi: 10.3788/IRLA201746.S106006
    [11] 张学海, 戴聪明, 武鹏飞, 崔生成, 黄宏华, 刘铮, 毛宏霞, 苗锡奎, 魏合理.  折射率和粒子尺度对大气气溶胶光散射特性的影响 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1211001-1211001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1211001
    [12] 杨玉峰, 李挺, 李建勋, 王昭雷.  沙尘在FSO常用红外波段的散射特性研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(6): 604004-0604004(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0604004
    [13] 徐强, 王东琴, 王旭, 吴振森.  应用T矩阵法对大气灰霾简单非球形粒子散射特性的计算与分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1117003-1117003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1117003
    [14] 徐梦春, 徐青山.  气溶胶粒子特性和垂直分布对辐射的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 211002-0211002(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0211002
    [15] 韦吉爵, 苏安, 唐秀福, 高英俊, 欧阳志平.  不对称度对一维三元对称结构光子晶体透射特性的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(S2): 90-95. doi: 10.3788/IRLA201645.S221002
    [16] 胡帅, 高太长, 李浩, 刘磊, 陈锦源, 李云.  基于近红外体散射数据的气溶胶尺度谱正则化反演方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 17-26.
    [17] 张学海, 魏合理.  基于用几何光学和米散射法的球形粒子前向散射特性计算研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1485-1490.
    [18] 韦卫东, 胡伟, 孙晓泉.  基于相关探测技术的激光气溶胶散射信号截获 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 915-920.
    [19] 李浩, 陈晓颖, 单陈华, 唐丽萍.  雾和气溶胶的光学特性对前向散射和总散射能见度仪性能的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1568-1574.
    [20] 王莲芬, 赵选科, 左翔, 王金金, 孙红辉.  高斯激光束TEM00模散射信号模拟与分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 2940-2943.
  • 加载中
WeChat 点击查看大图
计量
  • 文章访问数:  264
  • HTML全文浏览量:  13
  • PDF下载量:  168
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-01-05
  • 修回日期:  2013-02-09
  • 刊出日期:  2013-09-25

1.06 μm激光气溶胶凝聚粒子散射特性

  • 1. 西安电子科技大学 理学院,陕西 西安 710071;
  • 2. 陕西理工学院 物理与电信工程学院,陕西 汉中 723000
    • 作者简介:

    黄朝军（1977-），男，副教授，博士生，主要从事无线电物理和大气光学方面的研究。Email：slghcj@sina.cn；吴振森（1946-），男，教授，博士生导师，主要从事复杂目标环境电磁光散射特性及波传播方面的研究。Email：wuzhs@mail.xidian.edu.cn

    黄朝军（1977-），男，副教授，博士生，主要从事无线电物理和大气光学方面的研究。Email：slghcj@sina.cn；吴振森（1946-），男，教授，博士生导师，主要从事复杂目标环境电磁光散射特性及波传播方面的研究。Email：wuzhs@mail.xidian.edu.cn

  • 收稿日期: 2013-01-05
  • 修回日期: 2013-02-09
  • 刊出日期: 2013-09-25
基金项目:

国家自然科学基金（41105107，61172031）;陕西省自然科学基金（2010JM5011）; 陕西省教育厅专项科研计划项目（2013JK0853）

  • 中图分类号: O434.14

摘要: 气溶胶是大气电磁环境中的重要组成部分，气溶胶粒子严重影响1.06 m激光的传输特性。单次散射反照率和不对称因子是研究气溶胶中激光传输特性的一个重要参量。基于CCA模型，模拟了由64个球形原始微粒凝聚而成的四种取向气溶胶凝聚粒子。利用离散偶极子近似方法，数值计算了1.06 m激光入射情况下四种形状气溶胶凝聚粒子的单次散射反照率和不对称因子随入射角变化的值；并分析了尺寸参数对单次散射反照率和不对称因子的影响。结果显示：对于相同数目原始微粒的气溶胶凝聚粒子，其单次散射反照率和不对称因子明显依赖于入射光的入射角度和气溶胶凝聚粒子的形状；对于不同尺寸参数的气溶胶凝聚粒子，其单次散射反照率和不对称因子随尺寸参数的增大而增大，当尺寸参数大于3时，气溶胶凝聚粒子的散射主要集中于前向散射。

English Abstract

    全文HTML

参考文献 (19)

目录

    /

    返回文章
    返回

    版权所有 © 2019 《红外与激光工程》编辑部｜ 地址: 天津市空港经济区中环西路58号｜ 邮政编码: 300308

    津ICP备19007885号-1

    本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发    百度统计