针对菲涅尔高倍聚光光伏及光热系统的镜面因暴露于自然环境，其表面积尘对系统输出特性产生较大影响这一问题，参考测试点自然积尘成分和地表情况，选取6种典型积尘颗粒，采用X射线衍射分析仪、能谱仪和扫描电镜等设备，研究其颗粒形貌、物质和元素组成；并开展菲涅耳高倍聚光光伏及光热系统实验研究，利用灰色关联度法处理实验数据，分析积尘物化性质对系统电热输出性能的影响。结果表明，积尘成分复杂，岩石类颗粒中碳酸钙、碳酸镁钙、钙钠长石含量较多，煤矸石和焦炭颗粒中包含大量的硅酸盐；各类型积尘对系统电热输出影响不同，其中镜面积尘煤矸石粉末每增加1 g/m²，系统综合性能下降15%，影响最大；积尘物质组成对系统电功率（E）影响关联度排序为ESiO2>EFe2O3>ECaCO3>ECaMg(CO3)2，对系统热功率（T）的影响大小排序为TSiO2>TCaCO3>TFe2O3>TCaMg(CO3)2；颗粒元素对系统电热输出（P）的影响相同，大小排序为PO>PAl>PCa>PMg>PFe>PSi>PC。

对偏振光在火星沙尘中的传输特性进行了研究,首先分析了火星沙尘粒子散射系数、吸收系数和不对称因子随粒径尺寸的变化关系,然后利用偏振蒙特卡罗方法模拟了偏振光在火星大气中的多重散射,计算并分析了波长、粒径分布、风速、高度、粒子数浓度对偏振光传输特性的影响。研究结果表明:偏振光退偏度随着传输距离的增大而增大,粒子数浓度越大,偏振度退化越严重。当波长为0。55 μm时,对于所选用的两组粒径分布,有效粒径小时反而退偏严重, 15。3 m/s和1。7 m/s风速对应的退偏度相差将近两个数量级,在所选的6个波长中7。46 μm激光在火星沙尘中传输时偏振保持性最好,而波长0。66 μm激光在火星沙尘中传输时透射性是最好的。

为了研究尘埃等离子体中带电尘埃的粒子半径、粒子浓度和带电荷数对量子通信性能的影响, 首先根据Mie散射理论得到单个带电尘埃粒子的光散射截面; 然后通过粒子浓度求出总的消光截面, 得出链路衰减的数学模型, 提出了带电粒子特性与量子纠缠度的关系; 针对退极化信道, 当单个尘埃粒子所吸附带电粒子的个数为50时, 给出了尘埃粒子半径、粒子浓度与信道容量和量子误码率的定量关系. 仿真结果表明, 当量子信号的传输距离为10 km时, 尘埃粒子浓度从1×1010 m-3增加到10×1010 m-3, 信道容量从0.672 6降低到0.107 5; 尘埃粒子半径从0.1 μm增加到10 μm时, 量子误码率由1.334×10-3增加到5.309×10-3. 由此可见, 尘埃等离子体中带电尘埃粒子的半径和浓度对量子卫星通信性能有显著的影响. 因此, 为确保量子通信的可靠性, 应根据所探测到的等离子体环境的状况, 调整卫星通信系统的各项指标参数.

沙尘天气是一种特殊的天气现象。为了研究沙尘天气下气溶胶的特性,利用激光雷达和粒子计数器的实际测量结果, 对浮尘、扬沙和沙尘暴三种天气下沙尘气溶胶谱分布特性进行了分析,并分析了风的扬沙作用。最后利用激光雷达测 量结果对扬沙天气的形成发展和消退过程进行了分析。