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高斯光束照射下微米颗粒的后向散射测量与分析
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作者 顾侃 侯科良 《中国激光》 CSCD 北大核心 2019年第9期162-167,共6页
提出一种高斯光束照射下颗粒后向散射光信号的测试方法,对悬浮于流体中不同粒径的玻璃微珠进行了测量,并对测得的脉冲波形进行分析。结果发现,采集的波形基本上符合高斯分布,且波形峰值与粒径有较好的线性关系。对不同颗粒数浓度的粒径... 提出一种高斯光束照射下颗粒后向散射光信号的测试方法,对悬浮于流体中不同粒径的玻璃微珠进行了测量,并对测得的脉冲波形进行分析。结果发现,采集的波形基本上符合高斯分布,且波形峰值与粒径有较好的线性关系。对不同颗粒数浓度的粒径为19.2μm的标准玻璃微珠的信号波形进行实时采集,得到了浓度与脉冲数的对应关系。研究结果表明,所提出的测试方法可以得到颗粒粒径和浓度信息,有望应用于后续激光放大器的腔内检测。 展开更多
关键词 测量 后向散射 高斯光束 颗粒粒径 信号分析
基于后向光散射的颗粒测量技术研究 预览
2
作者 卢松芳 《光学仪器》 2018年第4期1-8,共8页
颗粒粒径和颗粒折射率是光散射颗粒测量技术中的重要参数。为了实现颗粒粒径的测量及其分档,在广义Mie理论基础上,分析了颗粒粒径及折射率对后向散射光能分布的影响,并得到了后向散射光能分布随颗粒粒径及折射率呈周期变化规律。实验验... 颗粒粒径和颗粒折射率是光散射颗粒测量技术中的重要参数。为了实现颗粒粒径的测量及其分档,在广义Mie理论基础上,分析了颗粒粒径及折射率对后向散射光能分布的影响,并得到了后向散射光能分布随颗粒粒径及折射率呈周期变化规律。实验验证结果表明,后向散射光能与颗粒粒径及颗粒浓度有关。研究结果可为后续的颗粒测量研究提供参考。 展开更多
关键词 颗粒粒径 折射率 广义Mie理论 光散射
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基于一阶彩虹区域高斯光散射的液滴测量 预览 被引量:1
3
作者 孙辉 于海涛 《光子学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期156-164,共9页
为实现雾化过程中局域内单液滴的测量,采用德拜级数展开研究了高斯光照射下球形液滴一阶彩虹区域的散射光强分布,以及高斯光束腰大小对光强分布峰值角度的影响.根据德拜级数展开计算的散射光强分布反演液滴的折射率和粒径,证明了根据高... 为实现雾化过程中局域内单液滴的测量,采用德拜级数展开研究了高斯光照射下球形液滴一阶彩虹区域的散射光强分布,以及高斯光束腰大小对光强分布峰值角度的影响.根据德拜级数展开计算的散射光强分布反演液滴的折射率和粒径,证明了根据高斯光的彩虹散射反演液滴信息的可行性.基于广义洛伦兹-米氏理论计算一阶彩虹区域的总光强分布,根据总光强分布反演液滴折射率和粒径,讨论了高斯光束位置对反演液滴信息的影响.对于半径在200~1 000μm区间的液滴,高斯光束位于中心入射时,反演折射率的误差小于2.38×10-4,粒径的相对误差在-3.31%~3.31%之间.与采用平行光彩虹技术相比,采用高斯光束为入射光可以得到较高的光能聚集区,较好地定义测量区大小,既可以有效避免多个液滴同时出现在测量区的情况、减小颗粒之间复散射的影响,又可以提高信号强度. 展开更多
关键词 散射 颗粒特性 广义洛伦兹-米氏理论 彩虹图样 德拜级数展开
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微球内部电磁场的Mie理论数值计算 预览
4
作者 邱俊程 《上海理工大学学报》 北大核心 2017年第2期159-164,共6页
采用Mie散射理论对平行光束与微球颗粒相互作用的内部场进行严格的描述并进行数值计算.对吸收性微球颗粒内部场进行数值计算时,如果粒径及折射率虚部较大,其径向函数会出现数据溢出,从而导致计算失败,得出不合理的计算结果.通过引进径... 采用Mie散射理论对平行光束与微球颗粒相互作用的内部场进行严格的描述并进行数值计算.对吸收性微球颗粒内部场进行数值计算时,如果粒径及折射率虚部较大,其径向函数会出现数据溢出,从而导致计算失败,得出不合理的计算结果.通过引进径向函数的变形,提出了一种克服数据溢出的算法,将径向函数的数值控制在合适的范围以内.通过数值计算得到了合理的结果,证明该算法克服了数据溢出,可以稳定地计算各种平行光照射下的微球颗粒内部场. 展开更多
关键词 MIE理论 内部场 数值计算
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均匀椭球形液滴三阶和四阶彩虹条纹特征 被引量:2
5
作者 管露露 于海涛 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期359-366,共8页
基于矢量光线追踪(VRT)模型,研究了均匀椭球形液滴三阶和四阶彩虹区域的光学焦散结构,详细探究了光学焦散结构的演化过程,得到了三阶彩虹条纹的模拟结果、条纹曲率以及三阶彩虹和双曲脐条纹尖点焦散位置与椭球度的关系。
关键词 散射 光散射 散射颗粒 彩虹
相对折射率对前向散射粒度测试的影响 被引量:4
6
作者 郭露芳 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期184-191,共8页
折射率是基于Mie理论的前向散射法颗粒测量中的重要参数。为了减小颗粒测量误差,在Mie理论、Debye级数展开以及夫琅禾费衍射理论基础上,分析了相对折射率对散射光能分布的影响方式,揭示散射光能分布宽度随相对折射率的变化呈周期振... 折射率是基于Mie理论的前向散射法颗粒测量中的重要参数。为了减小颗粒测量误差,在Mie理论、Debye级数展开以及夫琅禾费衍射理论基础上,分析了相对折射率对散射光能分布的影响方式,揭示散射光能分布宽度随相对折射率的变化呈周期振荡特性,并得到该振荡的经验公式;解释了散射光能分布随相对折射率变化的原因,实验验证结果表明,散射光能随相对折射率变化呈周期振荡特性,振荡周期为π,振荡曲线上极小值对应反演结果更接近标称值。因此,在实际测量中,应尽量选择分散介质,使相对折射率对应的散射光能分布宽度处于振荡曲线的极小值点。 展开更多
关键词 测量 粒度测试 前向散射 MIE理论 Debye级数展开 折射率
自适应正则化算法的粒径测量数值研究 预览
7
作者 胡彬 段天雄 《中国粉体技术》 CAS 北大核心 2016年第1期87-91,共5页
针对光散射颗粒测量技术中需要求解病态线性方程组的问题,通过研究正则化与矢量相似度预测算法的反演精度和抗噪性能以及这2种算法的缺陷,将这2种算法相结合,提出一种可以有效求解病态问题的自适应正则化算法。结果表明:该算法可以针... 针对光散射颗粒测量技术中需要求解病态线性方程组的问题,通过研究正则化与矢量相似度预测算法的反演精度和抗噪性能以及这2种算法的缺陷,将这2种算法相结合,提出一种可以有效求解病态问题的自适应正则化算法。结果表明:该算法可以针对不同形态的粒径分布结果做出不同的处理,粒径分布较窄时去掉多余的小峰,粒径分布较宽时进行平滑处理,改善了反演的精度;标准颗粒测试实验证实了算法的有效性。 展开更多
关键词 反演 粒径分布 矢量相似度 自适应正则化算法
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用于前向光散射颗粒粒度测量的基函数Tikhonov正则化算法
8
作者 林承军 王天恩 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期424-430,共7页
以前向光散射颗粒测试技术中的反演问题为研究对象,将颗粒粒径分布函数表示为一系列B-spline函数的线性组合以降低反演问题的病态性。模拟计算与实验表明:采用基函数形式的Tikhonov正则化方法可减少传统Tikhonov正则化反演带来的振荡,... 以前向光散射颗粒测试技术中的反演问题为研究对象,将颗粒粒径分布函数表示为一系列B-spline函数的线性组合以降低反演问题的病态性。模拟计算与实验表明:采用基函数形式的Tikhonov正则化方法可减少传统Tikhonov正则化反演带来的振荡,使其更加光顺。 展开更多
关键词 光学测量 B-spline函数 正则化反演 颗粒粒径分布
前向散射颗粒粒径测量中的多参数正则化算法 被引量:4
9
作者 林承军 王天恩 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期165-173,共9页
反演算法是光散射颗粒测试技术中的关键问题之一,以Tikhonov正则化方法为代表的单参数正则化算法被广泛应用于激光粒度仪颗粒粒径分布函数(PSD)的反演计算中。该算法的缺点之一是所得到的反演解呈现出振荡特征,并伴随负值。为改善... 反演算法是光散射颗粒测试技术中的关键问题之一,以Tikhonov正则化方法为代表的单参数正则化算法被广泛应用于激光粒度仪颗粒粒径分布函数(PSD)的反演计算中。该算法的缺点之一是所得到的反演解呈现出振荡特征,并伴随负值。为改善这一状况,提出了一种多参数正则化算法。通过构建一个由多个参数控制的带通滤波函数,分别控制正则化解的振荡程度和解的高度,并对正则化解进行非负约束。模拟计算和实验研究结果表明,对多参数进行优化后能够降低正则化算法带来的振荡和负值。此外,所提出的算法具有较好的多峰识别能力,可实现颗粒粒径分布的有效重建。 展开更多
关键词 测量 颗粒粒径 正则化 反演计算
小变量情况下第一类整数阶Bessel函数的计算 预览 被引量:2
10
作者 冯佳计 贾晓伟 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2720-2725,共6页
在计算第一类整数阶Bessel函数时,后向递推算法稳定高效.然而,起始点的选取必须有足够高的阶数,并且需要进行归一化处理.本文对Taylor级数展开算法进行研究,并对其级数展开规律、计算精度,以及求和项与参数间的关系进行了讨论.此外,本... 在计算第一类整数阶Bessel函数时,后向递推算法稳定高效.然而,起始点的选取必须有足够高的阶数,并且需要进行归一化处理.本文对Taylor级数展开算法进行研究,并对其级数展开规律、计算精度,以及求和项与参数间的关系进行了讨论.此外,本文利用指数形式,极大扩展了该算法的可计算范围.与du Toit算法、MATLAB和Mathematica应用软件的计算结果比较显示,本文的算法具有较高的准确性和稳定性. 展开更多
关键词 BESSEL函数 Taylor级数展开 指数扩展
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前向散射颗粒粒径分布分析中的向量相似度反演算法 被引量:4
11
作者 王天恩 林承军 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期294-302,共9页
目前,向量相似度测量(VSM)算法被应用于分析前向散射颗粒测试技术的颗粒粒径分布(PSD)。但其对多峰分布颗粒情况的反演结果并不理想,尤其是对3个峰值以上的颗粒分布。为了满足预测多峰分布颗粒的需要及提高普遍适用性,提出了一种基... 目前,向量相似度测量(VSM)算法被应用于分析前向散射颗粒测试技术的颗粒粒径分布(PSD)。但其对多峰分布颗粒情况的反演结果并不理想,尤其是对3个峰值以上的颗粒分布。为了满足预测多峰分布颗粒的需要及提高普遍适用性,提出了一种基于向量相似度的优化迭代算法,并将其用于颗粒粒径分布函数的反演计算。模拟计算和实验研究均表明:该算法在较高的测量误差情况下仍可得到合理的颗粒粒径分布。 展开更多
关键词 散射 向量相似度测量 欧氏距离 颗粒粒径 反演算法
Influence of Blocking Interlayer in Blue Organic Light-Emitting Diodes with Different Thicknesses of Emitting Layer and Interlayer
12
作者 程爽 +1 位作者 寇志起 王小平 《中国物理快报:英文版》 SCIE CAS CSCD 2016年第2期141-144,共4页
有电子或洞堵住夹层的一系列蓝器官的轻射出的二极管被制作。堵住夹层的不同结构能由于他们以不同方法限制搬运人的事实影响再结合地区的位置。我们发现堵住夹层结构的双洞能更有效地平衡搬运人注射。它的力量和当前的效率是更稳定的,... 有电子或洞堵住夹层的一系列蓝器官的轻射出的二极管被制作。堵住夹层的不同结构能由于他们以不同方法限制搬运人的事实影响再结合地区的位置。我们发现堵住夹层结构的双洞能更有效地平衡搬运人注射。它的力量和当前的效率是更稳定的,当前的效率价值是在 1000 cd/m <SUP>2</SUP> 的 30.2 cd/A。减少射出的层和夹层的厚度赞成力量效率。当我们同时把洞和电子堵住材料用作夹层时,设备的表演被改变夹层位置也影响。 展开更多
关键词 空穴阻挡层 有机电致发光二极管 层间结构 厚度 发射层 有机发光二极管 电流效率 载流子注入
消光光谱法颗粒测量技术中的病态性问题研究
13
作者 段天雄 +1 位作者 胡彬 于海涛 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2015年第9期146-153,共8页
在可见光范围内,对消光光谱法颗粒测量技术中的病态性问题进行分析,对目标函数的极值情况和反演计算结果进行了计算讨论,并对标准聚苯乙烯颗粒进行了实验测量和反演计算。模拟计算和实验结果表明,在消光光谱法测量中,亚微米级颗粒... 在可见光范围内,对消光光谱法颗粒测量技术中的病态性问题进行分析,对目标函数的极值情况和反演计算结果进行了计算讨论,并对标准聚苯乙烯颗粒进行了实验测量和反演计算。模拟计算和实验结果表明,在消光光谱法测量中,亚微米级颗粒的病态性表现得尤为严重,目标函数极值情况和反演结果对误差非常敏感,反演结果的稳定度和准确度较差。为保证测量结果准确性,应尽可能减小测量误差。微米级颗粒对应的目标函数极值情况和反演计算结果则较为理想。 展开更多
关键词 测量 颗粒测量 消光光谱法 病态性 目标函数 反演计算
透过率起伏频谱空间相关法颗粒测量技术 预览
14
作者 万宸 +1 位作者 郭露芳 贾晓伟 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2014年第1期65-70,共6页
设计了一种新的透过率起伏频谱空间相关法颗粒测量装置,采用一束线光束作为入射光照射颗粒,一维线阵CCD传感器与线光束对应放置作为透射光的探测器,通过对接收的光信号作相关处理得到透过率起伏频谱.对透过率起伏频谱做了数值计算,同时... 设计了一种新的透过率起伏频谱空间相关法颗粒测量装置,采用一束线光束作为入射光照射颗粒,一维线阵CCD传感器与线光束对应放置作为透射光的探测器,通过对接收的光信号作相关处理得到透过率起伏频谱.对透过率起伏频谱做了数值计算,同时也实现了TFS-SC在实验上的测量,从透过率起伏频谱中获得了颗粒粒径及浓度信息.实验结果表明:透过率起伏频谱空间相关法不受流场影响. 展开更多
关键词 透过率起伏频谱空间相关法(TFS-SC) 透过率相关期望值(ETP) 透过率起伏 颗粒分析 颗粒测量
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Diffraction effects in planar wave-sphere interaction 被引量:1
15
作者 贾晓伟 +1 位作者 郭露芳 万宸 《中国光学快报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2013年第5期5-8,共4页
Using the classical Mie scattering theory,we compute the energy density of an arbitrary partial wave(e.g.,the nth order) and then determine that the interaction between an incident planar wave and a sphere of radius a... Using the classical Mie scattering theory,we compute the energy density of an arbitrary partial wave(e.g.,the nth order) and then determine that the interaction between an incident planar wave and a sphere of radius a is the one between the sphere and those partial waves the order of which satisfies n≤ka.We also provide a simple expression to describe the diffracted wave in which the angle-dependent functions are employed.The difference between the accurate and the approximate expressions is demonstrated by numerical calculation. 展开更多
关键词 圈层相互作用 入射平面波 MIE散射理论 近似表达式 衍射 数值计算 能量密度 绕射波
基于带通滤波片的激光二极管自混频纳米颗粒干涉测量技术 被引量:1
16
作者 张秋长 +1 位作者 王华睿 陈先庆 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期 63-69,共7页
激光二极管自混频技术可用于纳米颗粒的测量,采用多通道带通滤波技术分别测量了180,100,60nm三种纳米颗粒,获得自混频信号的频带功率谱(PS-BPF)。作为比较,对实时提取的自混频信号进行傅里叶变换得到功率谱密度(PSD)函数。分别对PS... 激光二极管自混频技术可用于纳米颗粒的测量,采用多通道带通滤波技术分别测量了180,100,60nm三种纳米颗粒,获得自混频信号的频带功率谱(PS-BPF)。作为比较,对实时提取的自混频信号进行傅里叶变换得到功率谱密度(PSD)函数。分别对PSD函数和PS-BPF反演计算得到颗粒粒径分布。结果显示:两种方法得到的颗粒粒径分布基本一致,并与商用仪器测试结果吻合。对两种处理方式的模式矩阵分析表明,多通道带通滤波技术明显优于PSD函数处理方式。 展开更多
关键词 测量 激光二极管自混频干涉测量 功率谱密度 频带功率谱
纳米流体的激光自混频功率谱密度研究
17
作者 王华睿 +1 位作者 张秋长 贾晓伟 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1168-1172,共5页
纳米流体运动特性和颗粒参数的测量对纳米流体换热效率的研究具有重要意义。本文将激光自混频技术应用于纳米流体测量中,给出了自混频信号功率谱密度函数的表达式并实验研究其变化规律。研究结果表明,功率谱密度展宽具有佛克脱函数的形... 纳米流体运动特性和颗粒参数的测量对纳米流体换热效率的研究具有重要意义。本文将激光自混频技术应用于纳米流体测量中,给出了自混频信号功率谱密度函数的表达式并实验研究其变化规律。研究结果表明,功率谱密度展宽具有佛克脱函数的形式。激光垂直入射流动样品池时,功率谱密度得到展宽,展宽程度随着定向流速的增大或束腰半径的减小而增大。激光倾斜入射流动样品池时,功率谱密度在展宽的同时还伴随多普勒峰移,其位置随着定向流速的增大或散射矢量与定向流速之夹角的减小而迁移至高频。 展开更多
关键词 纳米流体 激光自混频 功率谱密度 佛克脱函数 多普勒峰 谱线展宽
非相干光时延四波混频相干拍频调制的多能级理论研究 预览
18
作者 张扬 李玉琼 《材料导报:纳米与新材料专辑》 EI CAS 2011年第2期 259-261,269,共4页
介绍了非相干光时延四波混频(TDHVM-1L)理论的发展,分析了多能级理论与二能级理论的差异。在7.5K和300K时,利用TDFWM-1L实验观测到了Er2O3和CeO2掺杂TeO2-Nb2O5-ZnO玻璃的的光子回波信号,利用TDFWM-1L多能级理论在非均匀加宽情形... 介绍了非相干光时延四波混频(TDHVM-1L)理论的发展,分析了多能级理论与二能级理论的差异。在7.5K和300K时,利用TDFWM-1L实验观测到了Er2O3和CeO2掺杂TeO2-Nb2O5-ZnO玻璃的的光子回波信号,利用TDFWM-1L多能级理论在非均匀加宽情形下的公式拟合了带有相干拍频调制结构的实验结果,并用多能级理论对实验结果做出分析,为TDFWM-1L理论的发展提供了参考。 展开更多
关键词 相干拍频调制 光子回波 非相干光 超快弛豫 四波混频
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纳米流体激光自混频功率谱及其计算
19
作者 陈先庆 王华睿 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期261-266,共6页
激光自混频技术可用于纳米颗粒和纳米流体的探测。在纳米流体自混频信号自相关函数的基础上,理论推导了功率谱函数的表达式。结果表明,纳米流体的激光自混频信号功率谱是洛伦兹线型和高斯线型的卷积,即佛赫特(Voigt)线型。通过数值计... 激光自混频技术可用于纳米颗粒和纳米流体的探测。在纳米流体自混频信号自相关函数的基础上,理论推导了功率谱函数的表达式。结果表明,纳米流体的激光自混频信号功率谱是洛伦兹线型和高斯线型的卷积,即佛赫特(Voigt)线型。通过数值计算研究了各种典型情况下激光自混频信号功率谱的频谱特征,颗粒定向运动速度决定了多普勒频移和高斯线宽,颗粒粒度决定了洛伦兹线型的宽度,颗粒粒度和速度与功率谱之间的对应关系为纳米流体的测量提供了理论基础。 展开更多
关键词 散射 颗粒测试 激光自混频 功率谱 佛赫特函数
高斯光束垂直入射到不同折射率介质中的传播规律 被引量:7
20
作者 洪敏芳 +1 位作者 张秋长 于彬 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期26-30,共5页
近年来,在光散射颗粒测试技术中越来越多地采用了高斯光束作为入射光,高斯光束的传播及其物理参数对测量结果至关重要。傍轴近似条件下通过菲涅耳-基尔霍夫衍射公式推导出高斯光束垂直入射到不同折射率介质中的传播表达式,并通过数值计... 近年来,在光散射颗粒测试技术中越来越多地采用了高斯光束作为入射光,高斯光束的传播及其物理参数对测量结果至关重要。傍轴近似条件下通过菲涅耳-基尔霍夫衍射公式推导出高斯光束垂直入射到不同折射率介质中的传播表达式,并通过数值计算进行验证。结果表明,对于非强聚焦高斯光束,当传播方向与界面垂直时,在不同折射率介质中光束的传播仍然满足高斯分布规律,并且其束腰半径参数不变、束腰位置参数取决于相邻介质的折射率比值。 展开更多
关键词 衍射 高斯光束 标量场 衍射理论
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