1 长春中国光学科学技术馆, 长春
2 北京跟踪与通信技术研究所, 北京
针对PG模型预测粗糙表面材质偏振特性存在较大误差的问题, 通过分析镜面微元组合的模型基础假设、建模过程、反演拟合结果, 定位了PG模型误差存在的原因; 提出了随机粗糙表面为半球形微元组合的新假设, 基于表面精细结构下倏逝波存在的物理事实, 忽略穿透深度和相位延迟的影响, 建立了等效球形粒子组合的新构型; 在此基础上, 构建了新的表面反射模型, 细化了材质内部的散射模型, 形成了新的pBRDF模型; 在实验室全谱光源照射下, 获得了材质的多光谱偏振二向反射数据, 进行了PG与新模型的性能对比分析。结果表明, 新模型强度维和偏振维的误差约为PG模型的35%和59%。
偏振双向反射分布函数 随机粗糙表面 倏逝波 参数反演 polarimatric bidirectional reflectance distributio random rough surface evanescent wave parameters inversion
1 西安现代控制技术研究所, 陕西 西安 710065
2 上海电力大学电子信息工程学院, 上海 200090
3 西安工业大学电子信息工程学院, 陕西 西安 710021
基于基尔霍夫近似方法,构建了穆勒矩阵全角度分布的数值计算模型,实现了对于金属和电介质随机粗糙表面穆勒矩阵的计算。结果表明,金属和电介质表面穆勒矩阵分布具有明显的差异,金属表面穆勒矩阵中6个元素不为0,电介质表面穆勒矩阵中6个元素均接近于0,并且该差异与材料粗糙程度无关。这种差异可以作为区分金属和电介质的判据,为探索新型的目标探测与识别手段提供了思路。
表面光学 光散射 随机粗糙表面 穆勒矩阵 基尔霍夫近似 激光与光电子学进展
2019, 56(14): 142401
西安工业大学 电子信息工程学院,西安 710021
为了研究随机粗糙表面光散射分布特性机理,采用线性滤波法生成高斯分布随机粗糙表面,以基尔霍夫近似作为电磁场边界条件,采用蒙特卡罗方法数值计算了一组金属和一组电介质粗糙表面在S偏振光和P偏振光照射下的散射光强度空间分布。计算结果显示:金属表面与电介质表面的散射光分布宽度、散射峰值、散射峰位置三个散射特征存在显著差异,经过分析发现这种特征差异的产生机理是由表面面元的斜率分布和面元反射率共同因素导致,与数值计算结果对比,二者具有良好的一致性。
光散射 随机粗糙表面 Kirchhoff近似 蒙特卡洛 light scattering Random rough surface Kirchhoff approximation Monte Carlo
1 西安理工大学自动化与信息工程学院, 陕西 西安 710048
2 咸阳师范学院物理与电子工程学院, 陕西 咸阳712000
3 陕西学前师范学院物理与电子技术系, 陕西 西安 710100
推导了任意体目标高斯波束的散射场量本征统计矩。以椭球体目标为例，通过数值方法研究体目标在激光波束入射下，三种不同材料的单站散射场量互相关函数、协方差及其非相干散射分量比。数值计算椭球类目标非相干散射分量比随散射角的变化情况，结果表明：目标非相干分量在总散射分量中的比重较小，目标姿态、表面材料及其粗糙度对其散射场量非相干分量比有影响，粗糙面越光滑，非相干分量比越小;金属类材料比非金属镀漆材料的非相干分量比小；具有缩比关系的目标散射场量的非相干分量比的分布趋势基本相同，仅其数值略微有些差别。
散射 随机粗糙面 非相干分量比 体目标
