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沙尘气溶胶粒子数量浓度计算及激光传输特性

杨玉峰 秦建华 李挺 姚柳

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[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(S1): 29-35. doi: 10.3788/IRLA201746.S106006
引用本文: 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[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(S1): 29-35. doi: 10.3788/IRLA201746.S106006
Yang Yufeng, Qin Jianhua, Li Ting, Yao Liu. Calculation for the number concentration of dust aerosol particles and characteristics of laser transmission[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(S1): 29-35. doi: 10.3788/IRLA201746.S106006
Citation: Yang Yufeng, Qin Jianhua, Li Ting, Yao Liu. Calculation for the number concentration of dust aerosol particles and characteristics of laser transmission[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(S1): 29-35. doi: 10.3788/IRLA201746.S106006

沙尘气溶胶粒子数量浓度计算及激光传输特性

doi: 10.3788/IRLA201746.S106006
基金项目: 

国家自然科学基金(61405157,61377080);陕西省自然科学基金(2016JM1018)

详细信息
    作者简介:

    杨玉峰(1980-),男,副教授,硕士生导师,博士,主要从事目标散射特性及激光在大气中的传输特性方面的研究。Email:yangyufeng@xaut.edu.cn

    通讯作者: 秦建华(1992-),男,硕士生,主要从事光通信和大气传输方面的研究。Email:1342818640@qq.com
  • 中图分类号: TN012

Calculation for the number concentration of dust aerosol particles and characteristics of laser transmission

  • 摘要: 沙尘气溶胶粒子的数量浓度很难直接测量,但又是影响激光传输特性最主要的因素之一。基于沙尘气溶胶粒子的质量浓度,利用其粒径分布特性推导出了粒子数量浓度的计算公式。利用Mie理论和Monte Carlo方法研究了激光在沙尘条件下的传输特性,分析了激光的传输衰减和透射率随波长和质量浓度的变化关系,给出了能见度随粒子质量浓度的变化曲线,并对两种方法的计算结果进行了比较。结果表明:在选择的几个波长中,激光在波长为10.6 m时的传输衰减最小(仅为1.06 m时的58%左右),并且随着质量浓度的增加能见度先是迅速降低而后缓慢降低,其变化趋势接近双曲线。该方法基于粒子的质量浓度(可直接测量)计算沙尘气溶胶的激光传输特性,在实际应用中具有非常重要的理论意义。
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-06-14
  • 修回日期:  2017-07-19
  • 刊出日期:  2017-12-31

沙尘气溶胶粒子数量浓度计算及激光传输特性

doi: 10.3788/IRLA201746.S106006
    作者简介:

    杨玉峰(1980-),男,副教授,硕士生导师,博士,主要从事目标散射特性及激光在大气中的传输特性方面的研究。Email:yangyufeng@xaut.edu.cn

    通讯作者: 秦建华(1992-),男,硕士生,主要从事光通信和大气传输方面的研究。Email:1342818640@qq.com
基金项目:

国家自然科学基金(61405157,61377080);陕西省自然科学基金(2016JM1018)

  • 中图分类号: TN012

摘要: 沙尘气溶胶粒子的数量浓度很难直接测量,但又是影响激光传输特性最主要的因素之一。基于沙尘气溶胶粒子的质量浓度,利用其粒径分布特性推导出了粒子数量浓度的计算公式。利用Mie理论和Monte Carlo方法研究了激光在沙尘条件下的传输特性,分析了激光的传输衰减和透射率随波长和质量浓度的变化关系,给出了能见度随粒子质量浓度的变化曲线,并对两种方法的计算结果进行了比较。结果表明:在选择的几个波长中,激光在波长为10.6 m时的传输衰减最小(仅为1.06 m时的58%左右),并且随着质量浓度的增加能见度先是迅速降低而后缓慢降低,其变化趋势接近双曲线。该方法基于粒子的质量浓度(可直接测量)计算沙尘气溶胶的激光传输特性,在实际应用中具有非常重要的理论意义。

English Abstract

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