基于离散偶极子近似生物细胞光散射研究 被引量：10

1

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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采用DDA方法分析非球形粒子辐射特性 被引量：11

2

作者 阮立明 齐宏 王圣刚 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期413-418,共6页

利用离散偶极子近似法(DDA)计算了三种几何形状、不同尺度参数、不同复折射率的非球形粒子随机取向时的衰减因子、反照率和散射相函数等辐射特性参数,并与等体积球形粒子进行了比较.分析结果表明:非球形粒子的辐射特性与等效球形粒子的... 利用离散偶极子近似法(DDA)计算了三种几何形状、不同尺度参数、不同复折射率的非球形粒子随机取向时的衰减因子、反照率和散射相函数等辐射特性参数,并与等体积球形粒子进行了比较.分析结果表明:非球形粒子的辐射特性与等效球形粒子的辐射特性存在着差别,这种差别随着粒子的形状、尺度参数和复折射率等参数的变化而变化,并且具有一定的规律,同时存在一个临界尺度参数,此时非球形粒子与等效球形粒子的辐射特性差别可忽略不计. 展开更多

关键词 离散偶极子近似法(dda) 非球形粒子 辐射特性 尺度参数

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利用实验资料检验扁椭球形雨滴和冰粒后向散射DDA算法 被引量：7

3

作者 许小永 王振会 +1 位作者 王庆安 巢增明 《高原气象》 CSCD 北大核心 2002年第1期31-36,共6页

简要介绍了DDA法理论 ,并根据后向散射截面测量实验所选用的扁椭球形粒子 ,运用DDA法计算了它们在微波段 ,电磁波垂直于粒子旋转轴入射情况下的后向散射截面。经过对比 ,DDA法计算结果与实验测量资料一致性较好。同时评价了DDA算法计算... 简要介绍了DDA法理论 ,并根据后向散射截面测量实验所选用的扁椭球形粒子 ,运用DDA法计算了它们在微波段 ,电磁波垂直于粒子旋转轴入射情况下的后向散射截面。经过对比 ,DDA法计算结果与实验测量资料一致性较好。同时评价了DDA算法计算的特点 。 展开更多

关键词 dda法 后向散射截面 扁椭球形雨滴 电磁波 大气遥感 冰粒 冰雹 离散偶极子近似

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太赫兹波段融化冰晶粒子的光学特性研究

4

作者 张学海 刘文博 +5 位作者 李瑶 李益文 张欣慧 邹曙光 李卫东 赵颜创 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第6期312-323,共12页

冰晶粒子在融化过程中会形成复杂的混合态特征,进而影响其光学和辐射特性,对全球辐射效应和天气预报等研究具有重要影响。文中提出了一种非球形非均匀混合模型用于模拟冰晶粒子融化过程中的形态和混合态,并采用离散偶极子近似(Discrete ... 冰晶粒子在融化过程中会形成复杂的混合态特征,进而影响其光学和辐射特性,对全球辐射效应和天气预报等研究具有重要影响。文中提出了一种非球形非均匀混合模型用于模拟冰晶粒子融化过程中的形态和混合态,并采用离散偶极子近似(Discrete Dipole Approximation,DDA)法系统研究了3~640 GHz范围内融化冰晶粒子的光学特性随频率、纵横比、冰水混合比(Ice-to-Water Mixing Ratio,IWMR)等参数的变化规律。研究结果表明:不同融化阶段冰晶粒子的光学特性(消光效率因子、散射效率因子、不对称因子、散射相矩阵)存在较大的差异。具体表现为,融化冰晶粒子粒径越大,其消光效率因子、散射效率因子和不对称因子随频率变化的振荡幅度越大,融化冰晶粒子散射相矩阵元素的振荡越大,随着频率的增大,融化冰晶粒子散射矩阵元素的振荡也越大。随着冰晶粒子的融化,整体上这些光学参数随IWMR的降低呈现出规律性的变化,这也意味着忽略冰晶粒子的融化过程可能会导致错估其光学特性。研究结果还表明,冰晶粒子形态对消光效率因子、散射效率因子和不对称因子的影响主要在融化前期。当融化程度较低(IWMR=0.8)且尺度参数大于2.3时,冰晶核纵横比对其所有的光学特性参数均有着明显影响。当融化程度较高(IWMR=0.4)时,冰晶核纵横比对其粒子消光效率、散射效率和不对称因子等非散射角光学参数的影响基本可以忽略,但是随着粒子粒径的增大,冰晶核纵横比对粒子散射矩阵元素仍具有显著影响。研究结果可以为进一步理解冰云微物理特性演变规律、提升冰水含量反演精度等研究提供参考。 展开更多

关键词 冰晶粒子 融化过程 光散射 离散偶极子近似法

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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

5

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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水雾包裹沙尘颗粒核壳结构的散射特性研究 被引量：6

6

作者 冯诗淇 宋薇 +7 位作者 王妍 苗馨卉 徐立君 刘瑜 李丞 李文龙 王一然 蔡红星 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期3218-3223,共6页

基于离散偶极子近似法(DDA),对水雾包裹沙尘颗粒的核壳结构光学特性进行研究,计算了长短轴比例为2∶1的椭球形粒子的核壳结构内、外层厚度及散射角度变化对光散射特性的影响。结果表明,内核大小不变,外层厚度由1.2μm增大到4.8μm,核壳... 基于离散偶极子近似法(DDA),对水雾包裹沙尘颗粒的核壳结构光学特性进行研究,计算了长短轴比例为2∶1的椭球形粒子的核壳结构内、外层厚度及散射角度变化对光散射特性的影响。结果表明,内核大小不变,外层厚度由1.2μm增大到4.8μm,核壳双层颗粒散射系数和消光系数由3.4和3.43降低到2.543和2.545,且散射相对强度也明显增大。外层厚度不变,内核厚度由0.6μm增加到2.4μm,散射系数和消光系数由3.105和3.111变化为2.76和2.9;可见外层厚度对核壳双层颗粒散射特性的影响更大,这是由于散射光主要与外层物质相互作用引起的。散射相对强度随波长的增加而降低,随核壳结构尺度的增加呈现递增的规律。该结果对大气中气溶胶和水雾共同作用时的散射特性,激光在其中的传输特性等研究有参考价值。 展开更多

关键词 离散偶极子近似法 核壳结构 激光散射特性

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鳞片石墨粒子红外消光性能数值计算 被引量：10

7

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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基于不对称比的火灾烟雾探测器散射角优化 被引量：4

8

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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Cu_2S量子点的表面增强Raman散射 被引量：1

9

作者 刘安琪 周广红 +4 位作者 王佳 王玥 胡思怡 陈欣睿 潘颖 《吉林大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期415-419,共5页

先制备油性Cu_2S量子点,再根据Maxwell电磁波理论,利用Gauss软件模拟Cu_2S量子点的Raman散射光谱,并用MATLAB对不同粒径Cu_2S量子点产生的表面增强Raman散射(SERS)进行模拟分析.结果表明:Cu_2S量子点具有较强的SERS信号;当Cu_2S量子点... 先制备油性Cu_2S量子点,再根据Maxwell电磁波理论,利用Gauss软件模拟Cu_2S量子点的Raman散射光谱,并用MATLAB对不同粒径Cu_2S量子点产生的表面增强Raman散射(SERS)进行模拟分析.结果表明:Cu_2S量子点具有较强的SERS信号;当Cu_2S量子点粒径为2~10nm时,SERS信号随粒径的增大而增强,并趋于稳定. 展开更多

关键词 Cu2S量子点 离散偶极子近似法 表面增强Raman散射

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非球形粒子光散射计算、测量及其应用 被引量：7

10

作者 王颖 刘东 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期601-614,共14页

粒子光散射在众多科学领域有着极其重要的作用,早期关于粒子光散射的计算大多基于球形粒子假设。但粒子的形状通常并不是完美的球形,有些粒子还会聚集在一起,使得外形结构变得更加复杂。Lorentz-Mie散射理论通常用来计算球形粒子散射,... 粒子光散射在众多科学领域有着极其重要的作用,早期关于粒子光散射的计算大多基于球形粒子假设。但粒子的形状通常并不是完美的球形,有些粒子还会聚集在一起,使得外形结构变得更加复杂。Lorentz-Mie散射理论通常用来计算球形粒子散射,对于非球形和复杂结构粒子的散射相函数计算则会带来较大偏差。此外,球形粒子假设对于退偏振效应也无法进行有效的分析。随着计算机算力的提升和算法的改进,非球形粒子的散射问题除了有限的观测实验研究外,大多采用数值计算的方法。综述了非球形粒子散射的数值计算方法,分析了各自的优缺点,并介绍了非球形粒子光散射实验室测量方法,以及其在光学、地球物理学、遥感科学、天体物理学、工程学、医学和生物学等领域中的应用。 展开更多

关键词 物理光学 非球形粒子散射 T 矩阵法 离散偶极子近似法 分离变量法

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等体积不同纵横比水滴粒子的光学特性计算

11

作者 蒋佳丽 张建奇 马向超 《红外技术》 CSCD 北大核心 2021年第8期743-751,共9页

不同重力场环境中水滴粒子的形状会偏离球形,为了研究水滴粒子非球形化程度对其光学特性的影响,本文计算了不同方向取向下,等体积不同纵横比水滴粒子在3.0~5.0 μm波段的光学特性。研究发现虽然不同纵横比水滴粒子的光学特性在3.0~5.0 ... 不同重力场环境中水滴粒子的形状会偏离球形,为了研究水滴粒子非球形化程度对其光学特性的影响,本文计算了不同方向取向下,等体积不同纵横比水滴粒子在3.0~5.0 μm波段的光学特性。研究发现虽然不同纵横比水滴粒子的光学特性在3.0~5.0 μm波段的变化趋势相似,但具体数值仍然明显依赖于水滴粒子的空间取向和偏离球形程度。总体而言,水滴粒子的吸收截面只在方位角θ较小和波长较短时随其纵横比显著变化;而散射截面、不对称因子和散射相函数则在任意方位角和波长下都对水滴粒子的纵横比有较明显的依赖。因此,由于光学特性对水滴粒子的纵横比有较强的依赖性,由水滴粒子所组成的水雾的辐射传输特性会强烈依赖于水滴粒子的形状。 展开更多

关键词 水滴粒子 离散偶极子近似法(discrete-dipole approximation dda) 光学特性 旋转椭球体 纵横比

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