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多激光波长在不同稀薄随机分布冰晶粒子层的散射特性

王明军,  于记华,  刘雁翔,  高香香,  张华永

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王明军, 于记华, 刘雁翔, 高香香, 张华永. 多激光波长在不同稀薄随机分布冰晶粒子层的散射特性[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(3): 311002-0311002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0311002
引用本文: 王明军, 于记华, 刘雁翔, 高香香, 张华永. 多激光波长在不同稀薄随机分布冰晶粒子层的散射特性[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(3): 311002-0311002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0311002
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Wang Mingjun, Yu Jihua, Liu Yanxiang, Gao Xiangxiang, Zhang Huayong. Scattering properties of different rarefied random distributed ice crystal particles with different laser wavelengths[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(3): 311002-0311002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0311002
Citation: Wang Mingjun, Yu Jihua, Liu Yanxiang, Gao Xiangxiang, Zhang Huayong. Scattering properties of different rarefied random distributed ice crystal particles with different laser wavelengths[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(3): 311002-0311002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0311002
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多激光波长在不同稀薄随机分布冰晶粒子层的散射特性

doi: 10.3788/IRLA201948.0311002
  • 1.

    西安理工大学 自动化与信息工程学院,陕西 西安 710048;

  • 2.

    中车唐山机车车辆有限公司,河北 唐山 064000;

  • 3.

    中国北方车辆研究所,北京 100072;

  • 4.

    安徽大学 电子与信息工程学院,安徽 合肥 230039

基金项目: 

国家自然科学基金（61771385，61377080，60977054）;陕西省重点产业创新项目（2017ZDCXL-GY-06-01）

详细信息
    作者简介:

    王明军(1979-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事光散射特性理论建模及激光雷达成像技术方面的研究。Email:wmjxd@aliyun.com

    通讯作者: 于记华(1992-),男,硕士生,主要从事水云和冰云的散射与辐射传输特性方面的研究。Email:yjhyujihua@qq.com

  • 中图分类号: O436

Scattering properties of different rarefied random distributed ice crystal particles with different laser wavelengths

  • 1.

    School of Automation and Information Engineering,Xi'an University of Technology,Xi'an 710048,China;

  • 2.

    CRRC Tangshan Co.,Ltd.,Tangshan 064000,China;

  • 3.

    North China Vehicle Research Institute,Beijing 100072,China;

  • 4.

    School of Electronics and Information Engineering,Anhui University,Hefei 230039,China

  • 摘要: 依据稀薄随机分布冰晶粒子的激光散射特性，当球形冰晶粒子分别服从指数、对数正态、Gamma三种不同分布时，数值计算并分析了0.65、1.31、1.55 m激光入射下不同稀薄随机冰晶粒子层的微分散射截面随散射角的变化关系。结果表明：入射激光波长的改变对冰晶粒子层的微分散射截面有一定的影响；当冰晶粒子服从指数分布时稀薄随机分布冰晶粒子层的微分散射截面最大，要比其他两个分布大几个数量级；不同激光波长和冰粒子的尺度分布对稀薄随机分布冰晶粒子层的激光散射特性有较大影响。文中所做的工作为进一步开展地空链路中冰晶粒子云层对激光传输特性的影响研究奠定基础。
    Abstract: According to laser statistical scattering properties of ice crystal particles with rarefied random distribution, differential scattering section(DSS) of ice spheres with exponential distribution, lognormal distribution, Gamma distribution changed with scattering angles were calculated numerically and analyzed at 0.65, 1.31 and 1.55 m, respectively. The results show the change of incident laser wavelength has a certain effect on DSS of ice-crystal layer. And DSS of ice spheres with exponential distribution is the largest, which is several orders of magnitude larger than the other two distributions. So different laser wavelength and size distribution models of ice particles have great influence on laser scattering properties of rarefied random distributed ice crystal particles. The works in this paper are based on the foundation for further study development of the effect of ice-crystals cloud on the laser propagation properties in the ground-air links.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-11-10
  • 修回日期:  2018-12-20
  • 刊出日期:  2019-03-25

多激光波长在不同稀薄随机分布冰晶粒子层的散射特性

doi: 10.3788/IRLA201948.0311002
  • 1. 西安理工大学 自动化与信息工程学院,陕西 西安 710048;
  • 2. 中车唐山机车车辆有限公司,河北 唐山 064000;
  • 3. 中国北方车辆研究所,北京 100072;
  • 4. 安徽大学 电子与信息工程学院,安徽 合肥 230039
    • 作者简介:

    王明军(1979-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事光散射特性理论建模及激光雷达成像技术方面的研究。Email:wmjxd@aliyun.com

    通讯作者: 于记华(1992-),男,硕士生,主要从事水云和冰云的散射与辐射传输特性方面的研究。Email:yjhyujihua@qq.com
  • 收稿日期: 2018-11-10
  • 修回日期: 2018-12-20
  • 刊出日期: 2019-03-25
基金项目:

国家自然科学基金（61771385，61377080，60977054）;陕西省重点产业创新项目（2017ZDCXL-GY-06-01）

  • 中图分类号: O436

摘要: 依据稀薄随机分布冰晶粒子的激光散射特性，当球形冰晶粒子分别服从指数、对数正态、Gamma三种不同分布时，数值计算并分析了0.65、1.31、1.55 m激光入射下不同稀薄随机冰晶粒子层的微分散射截面随散射角的变化关系。结果表明：入射激光波长的改变对冰晶粒子层的微分散射截面有一定的影响；当冰晶粒子服从指数分布时稀薄随机分布冰晶粒子层的微分散射截面最大，要比其他两个分布大几个数量级；不同激光波长和冰粒子的尺度分布对稀薄随机分布冰晶粒子层的激光散射特性有较大影响。文中所做的工作为进一步开展地空链路中冰晶粒子云层对激光传输特性的影响研究奠定基础。

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