火箭军工程大学兵器发射理论与技术国家重点学科实验室, 陕西 西安 710025
有关二向反射分布函数(BRDF)的研究大多集中在模型的建立及应用层面上。模型中起重要作用的几何衰减因子(GAF)大多采用的是现有的模型,而现有模型有在实际应用中存在拐点、自身不能维持有界、模型考虑不完善等局限性。在详细分析了随机表面模型后,提出了修正后的积分型GAF,并通过仿真验证该模型消除BRDF在大反射角时的不良行为,使其在GAF规定的范围内保持有界,所得结果与已有BRDF数据的拟合精度更高,可有效地解释后向反射现象。
散射 二向反射分布函数 阴影效应 遮蔽效应 几何衰减因子 光学学报
2022, 42(10): 1029001
Author Affiliations
Abstract
School of Science, Shandong Jianzhu University, Jinan 250101, China
After the three-dimensional self-affine fractal random surface simulation, we use the optical scattering theory to calculate the deep Fresnel region speckle (DFRS) under consideration of the more strict shadowing effect. The evolution of DFRS with the scattering distance and the intensity probability distribution are studied. It is found that the morphology of the scatterer has an antisymmetric relationship with the intensity distribution of DFRS, and the effect of micro-lenses on the scattering surface causes the intensity probability distribution of DFRS to deviate from the Gaussian speckle in the high light intensity area.
speckle simulation shadowing effect deep Fresnel region Chinese Optics Letters
2021, 19(4): 041404
武汉理工大学 光纤传感技术国家工程实验室，武汉430070
全同弱光栅通过时分/波分混合复用时，光栅阵列中的阴影效应、多重反射等对反射信号会产生影响。对全同弱光纤光栅阵列所作的时域反射信号仿真计算和分析表明，阴影效应和多重反射不会引起光栅中心波长漂移，但会导致光栅中心波长处的反射强度降低。若阵列中的单个光栅的反射率较高，受阴影效应的影响，光栅阵列远端的光栅将可能检测不到，不能达到增加光栅复用数量的目的；但若单个光栅的反射率太低，则又会使阵列上的光栅的被测反射信号强度降低，从而增加了信号检测难度。
弱光栅 光栅阵列 时分复用 阴影效应 多重反射 仿真计算 weak grating grating array TDM shadowing effect multiple reflection simulation calculation
天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
激光位移传感器的测量是基于目标表面的散射效应，表面的粗糙度特性直接影响散射测量光斑的光强。为研究粗糙表面对成像光斑光强的影响，通过构建粗糙表面的散射几何模型，利用基尔霍夫标量散射的解析理论，结合遮蔽函数统计模型，获得被测表面的粗糙特性与成像光斑光强的函数关系。根据传感器中位置敏感探测器(PSD)的检测原理，感光面上成像光斑光强大小将直接影响传感器的测量精度。实验分析了基于PSD的位移传感器对标准粗糙度样块的测量数据，结果表明不同的表面粗糙度将产生不同的测量误差，表面粗糙度Rq值越大散射光斑光强越大，但伴随遮蔽系数的显著增强，光斑光强将逐渐被削弱，而测量误差大小与光强的变化趋势相同，其中对Rq=0.8 μm左右的粗糙表面的测量误差最小。
测量 激光位移传感器 标量散射 表面粗糙度 遮蔽效应 位置敏感探测器
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
离轴照明技术(OAI)是极紫外光刻技术中提高光刻分辨率的关键技术之一。为了实现考虑掩模阴影效应情况下离轴照明的优化选择，构造了一种新型实现OAI曝光的成像模型。将照射到掩模上的非相干光等效为一系列具有连续入射方向的等强度平行光，基于阿贝成像原理分别对掩模进行成像，最终在像面进行强度叠加实现OAI方式下空间成像的计算；并通过向投影系统函数添加离焦像差项实现不同离焦面上空间成像计算。该模型极大地简化了OAI条件下对掩模阴影效应的计算，提高了成像质量计算效率。结合光刻胶特性及投影曝光系统焦深设计要求，以显影后光刻胶轮廓的侧壁倾角为判据，获得了采用数值孔径为0.32的投影系统实现16 nm线宽黑白线条曝光的最优OAI参数。
X射线光学 极紫外光刻 分辨率增强 离轴照明 阴影效应 光刻胶 光学学报
2012, 32(12): 1211003
根据几何遮蔽效应和法拉第旋光效应耦合原理给出的解析表达式，通过数值模拟计算，研究了磁流体的纵场诱导偏振光透过率及磁流体的浓度、液态介电常量、磁性颗粒磁偶极矩热能比和单位磁性颗粒团聚体所含磁性颗粒数量四个参量的变化对其偏振光透过率的影响.结果表明，磁流体的浓度、液态介电常量和磁性颗粒磁偶极矩热能比对其偏振光透过率有显著影响，低浓度样品的偏振光透过率随着纵向磁场强度的增大而线性增加，而高浓度样品则随着纵向磁场强度的增大呈现振荡变化的特性.在一定范围内，磁流体偏振光透过率随其液态介电常量εliquid和磁性颗粒磁偶极矩热能比μd/(kT)的变大而增加.而单位磁性颗粒团聚体所含磁性颗粒数量对其偏振光透过率没有影响,磁流体参量依赖的偏振光透过率在低磁场区域和高磁场区域有明显区别.提出了磁流体纵场诱导偏振光透过率在几类光子器件中的可能应用.
磁流体 几何遮蔽效应 法拉第旋光效应 光学透过率 光子器件 Magnetic fluid Geometric shadowing effect Faraday effect Light transmittance Photonic devices
1 海军工程大学 电子工程学院， 武汉 430033
2 海军92985部队， 福建 厦门 361100
3 海军91287部队， 上海 200434
针对激光点对点通信方式的不足，根据舰艇编队通信的实际需要，提出了利用海面作为激光漫反射媒介的一对多的组网通信方法，并且采用基尔霍夫近似的方法对激光海面漫反射通信的特性进行了研究。通过对激光光束入射海面后产生的散射场的分析计算，采用遮蔽函数对计算过程中的阴影效应加以修正，得出了较为准确的2维激光海面双站散射系数和后向散射系数，并进行了实验验证，说明了激光海面漫反射组网通信方法的可行性。
激光通信 漫反射 基尔霍夫近似 双站散射系数 遮蔽效应 laser communication diffusion Kirchhoff approximation bistatic scattering coefficient shadowing effect
