基于光线追迹法的球形大粒子的多次散射计算 被引量：1

1

作者 尹红伟 张海良 +1 位作者 贾红辉 罗剑峰 《大学物理实验》 2012年第4期1-2,28,共3页

基于光线追迹法模拟了球形大粒子的多次散射过程,利用菲涅耳公式建立了散射矩阵的理论表达式,并利用Matlab对计算过程进行编程。以水滴为例进行了定量计算,获得了散射功率随散射次数和散射角的分布。相关结论可用于光学大气传输的定量... 基于光线追迹法模拟了球形大粒子的多次散射过程,利用菲涅耳公式建立了散射矩阵的理论表达式,并利用Matlab对计算过程进行编程。以水滴为例进行了定量计算,获得了散射功率随散射次数和散射角的分布。相关结论可用于光学大气传输的定量计算。 展开更多

关键词 光线追迹法 球形大粒子 多次散射 散射矩阵

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于光线追迹法的低温辐射计光吸收腔设计

2

作者 俞兵 储隽伟 +7 位作者 范纪红 腾国奇 王曼 杨传森 郭磊 袁林光 李燕 金伟其 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期445-450,共6页

当前,工作在液氦温度的低温辐射计可以有效规避电路系统中非自发加热带来的误差,是国际上精度最高的光功率计量设备。理想低温辐射计在工作过程中,其核心器件-吸收腔对相同的热功率与电功率应当表现出相同的温升。然而对于实际情况,由... 当前,工作在液氦温度的低温辐射计可以有效规避电路系统中非自发加热带来的误差,是国际上精度最高的光功率计量设备。理想低温辐射计在工作过程中,其核心器件-吸收腔对相同的热功率与电功率应当表现出相同的温升。然而对于实际情况,由于吸收腔涂层中复杂的光-物质相互作用,系统的光-电加热路径难以重合,黑体腔热传导分布的梯度差异导致误差的产生。当前国际上对光电不等效性产生的影响仍缺乏直观清晰的认知。在此,利用蒙特卡洛光线追迹方法,文中对低温辐射计吸收腔辐照度的空间分布进行了仿真。计算表明:当吸收腔斜底角控制在60°,涂层吸收率达到0.95时,系统在激光进入的第一次与第二次反射中分别吸收了98%与1.9%的能量,比例约为51.2∶1。通过在吸收腔斜底板和下侧面同时布置加热器,可实现光加热、电加热路径的耦合。进一步地,通过分别计算单加热器与双加热器布置下系统温度随时间的变化,文中证明了加热路径的不同将引入约为0.005%的光电不等效性。 展开更多

关键词 低温辐射计 光电不等效性 加热器布置 光线追迹法 吸收腔

在线阅读 下载PDF 职称材料

红外成像传感器建模仿真方法综述

3

作者 王学伟 赵国荣 《红外》 CAS 2012年第3期13-16,共4页

对调制传递函数法、点扩散函数法、基于图像像素的处理方法和光线追迹法等四种常用的红外成像传感器建模仿真方法的适用范围和优缺点进行了分析和比较,并根据红外成像传感器的特点,得出了将调制传递函数法、光线追迹法和基于图像像素的... 对调制传递函数法、点扩散函数法、基于图像像素的处理方法和光线追迹法等四种常用的红外成像传感器建模仿真方法的适用范围和优缺点进行了分析和比较,并根据红外成像传感器的特点,得出了将调制传递函数法、光线追迹法和基于图像像素的处理方法相结合的仿真思路。 展开更多

关键词 信号注入仿真 红外成像系统 调制传递函数 点扩散函数 光线追迹法

在线阅读 下载PDF 职称材料

超音速飞行环境中光学头罩热辐射建模与分析 被引量：10

4

作者 刘立 孟卫华 潘国庆 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期1193-1198,共6页

在超音速飞行中,红外光学头罩由于空气摩擦而加热,产生红外辐射从而形成热背景,挤占探测器动态范围,降低探测信噪比,严重时会使探测器饱和,丧失探测能力。文中对此进行了分析,并建立了光学头罩热辐射及其影响分析模型,包括光学头罩辐射... 在超音速飞行中,红外光学头罩由于空气摩擦而加热,产生红外辐射从而形成热背景,挤占探测器动态范围,降低探测信噪比,严重时会使探测器饱和,丧失探测能力。文中对此进行了分析,并建立了光学头罩热辐射及其影响分析模型,包括光学头罩辐射、辐射传输和探测器响应等部分,可分别计算光学头罩辐射亮度,光线追迹和探测器响应。最后,利用所建立的模型分析了探测器接收的热背景辐射与头罩温度的变化关系以及高速飞行过程中辐射随时间的变化趋势。研究结果可以用于评估高速飞行环境下头罩热辐射对系统性能的影响。 展开更多

关键词 气动加热 头罩 热辐射 光线追迹法

在线阅读 下载PDF 职称材料

二极管角部抽运Nd:YAG基模激光器 被引量：2

5

作者 巩马理 张志攀 +1 位作者 高松 张海涛 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期1-4,共4页

为了分析角部抽运方式在中小功率激光器设计中的可行性,基于光线追迹法,计算了不同的激光介质几何结构参量和不同的二极管温度条件下角部抽运复合板条激光器的抽运效率和抽运均匀性。从模拟计算结果可知,只要选择合理的激光介质结构参量... 为了分析角部抽运方式在中小功率激光器设计中的可行性,基于光线追迹法,计算了不同的激光介质几何结构参量和不同的二极管温度条件下角部抽运复合板条激光器的抽运效率和抽运均匀性。从模拟计算结果可知,只要选择合理的激光介质结构参量,角抽运方式能得到高的抽运效率和较好的抽运均匀性。设计了一种角部抽运Nd:YAG复合板条激光器,在45W的抽运功率下获得了12W的激光输出,光光转换效率约为26.7%,在40W抽运时光束质量M_x^2=1.47,M_x^2=1.36。理论分析和实验设计表明,角抽运方式在小功率激光器设计中是可行的。 展开更多

关键词 激光器 角部抽运 光线追迹法 抽运效率 抽运均匀性

在线阅读 下载PDF 职称材料

平行光栅对在刻线不平行时的色散研究 被引量：2

6

作者 严云富 罗斌 +1 位作者 潘炜 李宜峰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期717-720,共4页

利用三维空间光线追迹法 ,分析了啁啾脉冲放大系统中的压缩光栅对 ,在刻线不平行而光栅面平行时光的衍射特性。导出了此时光通过光栅对的群延时 ,数值计算了系统 2阶和 3阶色散量 ,以及这些色散量在光栅对严格平行时的相对误差。得出了... 利用三维空间光线追迹法 ,分析了啁啾脉冲放大系统中的压缩光栅对 ,在刻线不平行而光栅面平行时光的衍射特性。导出了此时光通过光栅对的群延时 ,数值计算了系统 2阶和 3阶色散量 ,以及这些色散量在光栅对严格平行时的相对误差。得出了中心波长光的接收位置相对于光栅对严格平行时的偏移量 。 展开更多

关键词 光线追迹法 光栅对 光波矢 色散

在线阅读 下载PDF 职称材料

二极管侧面抽运薄片激光器耦合系统研究 被引量：1

7

作者 张申金 周寿桓 +4 位作者 郭丽娜 唐晓军 王超 吕华昌 杜涛 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第z3期138-142,共5页

设计了二极管侧面抽运 Nd:YAG 薄片激光器,耦合系统由消像差透镜组和空心光波导组成,对二极管快轴和慢轴方向的抽运光进行压缩和均匀化。采用光线追迹法,同时考虑二极管在快轴和慢轴方向的发散特性及薄片侧面的散射特性,模拟并分析了光... 设计了二极管侧面抽运 Nd:YAG 薄片激光器,耦合系统由消像差透镜组和空心光波导组成,对二极管快轴和慢轴方向的抽运光进行压缩和均匀化。采用光线追迹法,同时考虑二极管在快轴和慢轴方向的发散特性及薄片侧面的散射特性,模拟并分析了光线在耦合系统内的传输和薄片内抽运光分布的规律。模拟结果表明耦合系统具有98.1%的耦合效率,同时薄片内具有理想的抽运光分布。 展开更多

关键词 薄片激光器 二极管侧面抽运 耦合系统 抽运光分布:光线追迹法

在线阅读 下载PDF 职称材料

光栅对刻线失配对啁啾脉冲时间波形的影响

8

作者 苏娟 冯国英 +1 位作者 马再如 刘文兵 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期319-322,共4页

为了研究啁啾脉冲在光参量啁啾脉冲放大系统中传输时脉冲变化的情况,采用光线追迹法和4阶龙格-库塔法,得到了压缩器光栅对刻线失配对输出脉冲宽度和时间波形的影响的模拟结果。结果表明,当光栅对刻线失配且夹角约在±4°范围内... 为了研究啁啾脉冲在光参量啁啾脉冲放大系统中传输时脉冲变化的情况,采用光线追迹法和4阶龙格-库塔法,得到了压缩器光栅对刻线失配对输出脉冲宽度和时间波形的影响的模拟结果。结果表明,当光栅对刻线失配且夹角约在±4°范围内时,若只考虑2阶色散的影响,初始啁啾导致脉冲宽度略小于无初始啁啾脉冲的宽度。当考虑到3阶、4阶及更高阶色散时,脉冲宽度大于种子脉冲的初始宽度。当入射脉冲具有正啁啾时,出射脉宽随夹角α的增大不断增加,但当具有负啁啾时,脉宽随α的增大先减小后再增大。光栅 G_2顺时针旋转时的脉宽变化与 G_2逆时针旋转时脉宽变化相同。另外,初始啁啾对出射脉冲出现的预脉冲、尾脉冲有一定的削弱作用,负啁啾对脉冲展宽和失真的影响明显小于相应的正啁啾。 展开更多

关键词 非线性光学 光参量啁啾脉冲放大 光线追迹法 光栅对 失配 脉冲宽度

在线阅读 下载PDF 职称材料

碟式光热太阳能电站聚光器利用率分析

9

作者 颜健 彭佑多 +2 位作者 龙东平 易陈斐 彭长清 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1902-1908,共7页

采用光线追迹法,建立矩形阵列布置下碟式光热太阳能电站聚光器任意时刻空间状态数学模型和聚光器利用率动态模型,通过算例验证模型的正确性,分析阵列中任意聚光器不同时刻的采光遮挡特性,探讨布置参数对聚光器利用率的影响。结果表明:... 采用光线追迹法,建立矩形阵列布置下碟式光热太阳能电站聚光器任意时刻空间状态数学模型和聚光器利用率动态模型,通过算例验证模型的正确性,分析阵列中任意聚光器不同时刻的采光遮挡特性,探讨布置参数对聚光器利用率的影响。结果表明:电站阵列布置夹角和布置间距是影响聚光器利用率的主要因素,布置夹角的取值对聚光器利用率影响显著,增大布置间距只能在一定程度上提高聚光器的利用率,且利用率随间距的进一步增大其效果趋于不明显。 展开更多

关键词 太阳能 利用率 光线追迹法 碟式聚光器

在线阅读 下载PDF 职称材料

非均匀热流下球形腔式吸热器热性能的数值研究 被引量：3

10

作者 何娜萍 曹园树 +1 位作者 刘飞舟 刘志强 《可再生能源》 CAS 北大核心 2015年第6期820-826,共7页

建立了球形腔式吸热器三维模型;以基于蒙特卡罗光线追迹法（MCRT）进行光学模拟得到的能流分布,作为吸热管壁的热边界条件;通过数值模拟研究球形吸热器的耦合传热问题;探讨吸热流体入口参数对热性能的影响。研究表明：吸热管壁的辐射能... 建立了球形腔式吸热器三维模型;以基于蒙特卡罗光线追迹法（MCRT）进行光学模拟得到的能流分布,作为吸热管壁的热边界条件;通过数值模拟研究球形吸热器的耦合传热问题;探讨吸热流体入口参数对热性能的影响。研究表明：吸热管壁的辐射能流密度分布不均匀;在相同条件下,下入口吸热器的热性能优于上入口吸热器;在吸热流体的入口速度为0.2-0.4 m/s,提高流速可明显增大吸热器热效率,入口速度大于0.6 m/s时,热效率的增大速率变得平缓;随入口温度升高,热效率几乎呈线性下降。基于非均匀热流边界条件下的吸热器三维数值模拟结果更符合实际情况,为吸热器的优化设计与推广应用提供依据和参考。 展开更多

关键词 腔式吸热器 耦合传热 蒙特卡罗光线追迹法 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

塔式太阳能热管接收器表面热流密度分布及光学性能研究 被引量：1

11

作者 程堂华 韩一峰 +2 位作者 蒋川 王军 Lund Peter 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期98-103,共6页

该文设计一种用于小型塔式太阳能电站的热管接收器。基于蒙特卡洛光线追迹(MCRT)算法和混合编程方法,开发光学仿真程序。详细研究单根热管表面热流密度时空分布规律和热管接收器表面能量动态分布规律,并分析接收器瞬时光学性能。研究结... 该文设计一种用于小型塔式太阳能电站的热管接收器。基于蒙特卡洛光线追迹(MCRT)算法和混合编程方法,开发光学仿真程序。详细研究单根热管表面热流密度时空分布规律和热管接收器表面能量动态分布规律,并分析接收器瞬时光学性能。研究结果表明单根热管表面热流密度具有强烈非均匀性。夏至日正午,吸热面中心单根热管吸收能量约为6.9 kW。春分日和夏至日时,接收器最大光学效率约为75%;冬至日最大光学效率约为61%。研究结果有助于进一步研究热管接收器的光热耦合机理。 展开更多

关键词 塔式太阳能热发电 热管接收器 热流密度分布 光学性能 蒙特卡洛光线追迹法

在线阅读 下载PDF 职称材料

非线性介质中的强激光系统自聚焦现象的仿真分析 被引量：2

12

作者 李冬冬 张鹏博 +1 位作者 张稳稳 佘江波 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期71-79,共9页

以强激光系统和自聚焦理论的研究为出发点,主要采用光束传输法和光线追迹法分析了非线性介质下的强激光光束传输过程。并且,基于适合于非线性介质下光线追迹的亚当斯法和基于梯度信息的光强分布的恢复算法,仿真模拟出光强与透镜厚度、... 以强激光系统和自聚焦理论的研究为出发点,主要采用光束传输法和光线追迹法分析了非线性介质下的强激光光束传输过程。并且,基于适合于非线性介质下光线追迹的亚当斯法和基于梯度信息的光强分布的恢复算法,仿真模拟出光强与透镜厚度、介质折射率、透镜曲率半径以及入射光束半径的关系;同时结合光学设计软件,不仅得出了折射率与光强的乘积与焦点位置的变化关系,还通过点列图中的数据直观地反映出系统结果的成像质量,最后对光线追迹法和光束传输法两种光学方法进行了对比分析。仿真分析结果可以判断出系统的哪些部分容易受到自聚焦的影响,进而可以通过改进某些参数的大小,减少并消除其不利影响,找到适合于强激光系统的最优方法。 展开更多

关键词 强激光系统 自聚焦效应 非线性介质 光束传输法 光线追迹法

在线阅读 下载PDF 职称材料

聚合物光纤端面处理与连接损耗的研究 被引量：1

13

作者 王肇征 杨春 《电子器件》 CAS 2002年第4期327-331,共5页

本文用光线追迹法研究了聚合物光纤 (POF)端面形状与连接损耗的关系。计算了光纤端面为平面、凸球面和凹球面时由于横向偏移和端面间隙所产生的连接损耗。计算结果表明 ,当光纤单向工作且端面间隙不大时 ,出射端为凸球面、接收端为凹球... 本文用光线追迹法研究了聚合物光纤 (POF)端面形状与连接损耗的关系。计算了光纤端面为平面、凸球面和凹球面时由于横向偏移和端面间隙所产生的连接损耗。计算结果表明 ,当光纤单向工作且端面间隙不大时 ,出射端为凸球面、接收端为凹球面的连接方式比光纤出射端和接收端都是平面的连接方式的损耗要小。 展开更多

关键词 端面 聚合物光纤 连接损耗 光线追迹法 光功率 POF

在线阅读 下载PDF 职称材料

半透明平板对辐射亮度的衰减影响分析

14

作者 徐航 孟卫华 +1 位作者 周珩 孙金霞 《红外技术》 CSCD 北大核心 2013年第1期47-49,共3页

在半透明平板作为辐射亮度传输介质前提下,讨论了半透明平板对辐射亮度的衰减作用,利用正、逆向光线追迹法追踪了每条光线的传输路径,不仅考虑了平板作为传输介质对辐射亮度的衰减作用,还考虑了辐射亮度在平板内传输时,平板表面对其反... 在半透明平板作为辐射亮度传输介质前提下,讨论了半透明平板对辐射亮度的衰减作用,利用正、逆向光线追迹法追踪了每条光线的传输路径,不仅考虑了平板作为传输介质对辐射亮度的衰减作用,还考虑了辐射亮度在平板内传输时,平板表面对其反射所引起的衰减。相比较传统算法中仅考虑平板作为传输介质对辐射的衰减,在考虑了半透明平板对辐射亮度的反射作用后,计算得出的结果更为精确,尤其是在出射角为/2时,该算法计算精度相比较传统算法提高了11.97倍。 展开更多

关键词 辐射亮度 光线追迹法 亮度衰减 反射影响

在线阅读 下载PDF 职称材料

多模光纤偏心激励的横截面场分布

15

作者 毕晓峰 杨春 管志强 《电子器件》 CAS 2004年第1期184-188,共5页

计算并测量了阶跃多模光纤偏心激励的横截面场分布。用光线追迹法计算了不同的激励源偏心距离和光纤长度时,光纤出射端横截面的场分布。用CMOS光探测器阵列测量了大芯径、大数值孔径多模聚合物光纤在不同的激励源偏心距离和光纤长度时,... 计算并测量了阶跃多模光纤偏心激励的横截面场分布。用光线追迹法计算了不同的激励源偏心距离和光纤长度时,光纤出射端横截面的场分布。用CMOS光探测器阵列测量了大芯径、大数值孔径多模聚合物光纤在不同的激励源偏心距离和光纤长度时,光纤出射端横截面的场分布。数值计算和实验测量的结果一致表明,随着激励源偏心距的增加,高阶模被激励的比例增加;随着传输长度的增加,场分布的圆周方向均匀性趋于一致。 展开更多

关键词 光纤 偏心激励 场分布 光线追迹法

在线阅读 下载PDF 职称材料

光电探测器上多组圆环条纹的现象与机理 被引量：1

16

作者 王彦斌 陈前荣 +3 位作者 朱荣臻 任广森 周旋风 李华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第10期19-24,共6页

在开展激光对光电成像系统的干扰实验时,观察到光电探测器上多组圆环条纹并存的现象,并采用对光学系统拆解、测量、建模重构和光线追迹的方法揭示了每一组圆环条纹的产生机理。首先,对实验所用的光学系统进行拆解,测量各个镜片的曲率半... 在开展激光对光电成像系统的干扰实验时,观察到光电探测器上多组圆环条纹并存的现象,并采用对光学系统拆解、测量、建模重构和光线追迹的方法揭示了每一组圆环条纹的产生机理。首先,对实验所用的光学系统进行拆解,测量各个镜片的曲率半径、厚度、通光孔径等几何结构参数,并采用TRACEPRO光线追迹软件建立了该光学系统的理论模型。基于该光学系统模型,追迹大量光线经光学系统传输后在光电探测器上的能量分布,分析每一种能量组分的来源,发现多组圆环条纹的出现是由于不同激光能量组分的干涉效应而产生的,并揭示了产生每组圆环条纹的对应能量组分。文中的研究结果可为激光对光电成像系统的干扰效果评估提供技术支撑。 展开更多

关键词 光电成像系统 圆环条纹 光学系统模型 光线追迹法

在线阅读 下载PDF 职称材料

利用点球差获得单透镜的结构参数

17

作者 张月 许卫东 +2 位作者 周亮 杨鑫 郝有斌 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第S02期146-149,共4页

针对球差的存在影响成像质量,使成像模糊,提出了利用已有的实验装置测量球差、采用光线追迹光学理论和最小二乘法处理球差数据获得结构参数,消除球差的影响。再用Mathematic软件进行编程拟合,拟合结果与虚拟的单透镜结构参数符合。

关键词 球差 成像质量 结构参数 光线追迹法 最小二乘法

在线阅读 下载PDF 职称材料