论文摘要
在激光雷达中,气溶胶粒子对激光束的散射是激光雷达研究中一个重要的研究方向,气溶胶粒子对激光的散射会严重影响激光雷达系统的性能。本文通过研究光与球形、非球形粒子的相互作用,探索气溶胶粒子对激光光束的散射特性,以及该散射对激光雷达系统性能可能产生的影响,包括:（1）研究了单个球形粒子的光散射作用。利用激光在大气中传输的经典Mie氏理论来研究激光在大气中的传输特性,并利用MATLAB语言编写程序,从而得到单个球形气溶胶粒子的光散射特性。（2）研究了单个非球形气溶胶粒子的光散射特性。对于不同形状、不同折射率、不同物质组成的非球形气溶胶粒子有多种方法来解决非球形气溶胶粒子的光散射问题。本文利用了DDA算法及T-矩阵算法讨论椭球形粒子的光散射特性。（3）通过对球形粒子光散射Mie氏理论的研究,结合穆勒传输矩阵研究了散射粒子对入射光偏振态的影响。（4）基于大气光散射的经验公式,利用MATLAB/Simulink软件建立光在大气中的传输模型。动态模拟了激光在大气中的传输特性。研究单个球形、非球形气溶胶粒子对激光的散射,实际上是气溶胶粒子与激光相互作用中非常基础的工作。本文的研究,只是探讨气溶胶粒子的激光束散射对激光雷达性能影响的一个开始。我们的目的一方面是为正在建立的激光雷达系统模型提供理论依据,另一方面也是为了揭示光与气溶胶粒子相互作用的物理本质,探索激光雷达在大气探测领域的可能应用。
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