烟台大学光电信息科学技术学院, 山东 烟台264005
用Monte-Carlo方法模拟研究了激光波长632 nm与750 nm的高斯光束在苹果组织中传输的吸收、 散射光谱特性。 结果表明: 高斯光束特殊的能量分布特性对激光在苹果组织中的传播有重要的影响, 苹果组织对750 nm激光的反射、 吸收、 透射都较低, 有更多的光子在组织内部与组织相作用, 能够更清楚的反映组织内部信息。 因此, 在生物组织中近红外光波的传输性比较好, 便于应用于研究生物组织。
Monte-Carlo法 高斯光束 光传输 苹果组织 光谱特性 Monte-Carlo method Gaussian beam Light migration Apple tissue Spectral properties 光谱学与光谱分析
2013, 33(11): 3088
1 中国科学院 上海技术物理研究所, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
空间高分辨率遥感仪器的发射过程和在轨复杂的温度环境条件会使其光学焦平面发生偏离, 从而影响相机的成像质量。为补偿相机焦平面位置的变化, 本文根据高分辨红外相机的在轨应用环境以及光学设计要求, 对相机的调焦机构进行了方案设计和误差分析。计算了结构误差对系统精度的影响, 对不同类型结构的精度进行了归类, 并利用齐次坐标变换矩阵建立了误差分析模型。同时, 详细分析了误差源的特性、概率分布和变换矩阵参量间的关系。利用Monte Carlo法进行了仿真, 结果表明该机构设计合理, 满足仪器的使用要求。样机测试表明, 该机构行程内轴向位置误差为(-0.01±0.003 6) mm, 透镜最大倾斜角为25″, 最大离轴量为0.005 mm。目前, 该机构已成功在轨使用。
空间遥感 空间相机 调焦机构 误差分析 误差建模 Monte Carlo法 space remote sensing space camera focusing mechanism error analysis error modeling Monte Carlo method
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 西安通信学院, 陕西 西安 710106
结合Fournier-Forand和Henyey-Greenstein体积散射函数，利用Monte Carlo法建立水中激光脉冲传输特性分析模型。采用该模型分析了散射体相对折射率和尺寸分布对水中光脉冲传输特性的影响。研究表明：光脉冲在水中传输时，随着散射体相对折射率的增大和小尺度散射体相对含量的增加，脉冲展宽增加，光波前向散射减弱且空间分布扩展加剧，到达角分布更离散。与传统水中光脉冲传输仿真模型相比，此模型更加有效。
海洋光学 光脉冲 体积散射函数 Monte Carlo法
1 中国科学院 上海技术物理研究所, 上海 200083
2 中国科学院 红外探测与成像技术重点实验室, 上海 200083
研究了午夜前后阳光照射对静止轨道三轴稳定对地观测光学系统的系统成像和系统热稳定性的影响。根据光学系统在静止轨道运行时的受照特点, 分析了直射入光学系统的太阳光能量, 推导出由外遮光罩高度, 形状及不同太阳倾斜角确定的无量纲数阳光抑制比K, 用以描述外遮光罩对视场外直射阳光的抑制能力并指导各种形状外遮光罩的高度设计。用Monte-Carlo方法编制通用程序计算了各种轮廓形状在不同太阳倾斜角下的抑制比K。在实例设计中取春秋分K=0.5作为设计依据, 外遮光罩的高度为底部轮廓东西轴长的1.8倍, 此时阳光由遮光罩底部轮廓进入光学系统的时间为3 h, 设计结果满足卫星载荷尺寸要求。
静止轨道 对地观测光学系统 外遮光罩 阳光抑制比 Monte-Carlo法 geostationary orbit earth observation optical system outer baffle sunlight inhibitory ratio Monte-Carlo method
中国科学院 长春光学精密仪器与物理研究所,吉林 长春130033
提出一种基于Monte Carlo法的光电跟踪测量系统的分析方法,使用坐标变换方法对光电经纬仪建立了包含照准差、横轴差、竖轴差、传感器误差和编码器误差准确的Verilog-A模型,使用最坏情况法和Monte Carlo法分析了各种误差源对系统性能的影响。并对双站交汇的布站进行了优化,在考虑经纬仪本身误差源和站点位置误差的情况下,使用Monte Carlo法计算了针对特定弹道轨迹的最优布站选择。该方法对光电跟踪测量系统设计具有一定的指导作用。
Monte Carlo法 最坏情况法 误差分析 跟踪测量 Monte Carlo method worst condition method error analysis tracking system
1 中国科学院 西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西 西安 710119
2 中国科学院 研究生院，北京100049
实现电子脉冲在时域上的压缩是提高条纹相机以及超快电子衍射仪等超快诊断仪器时间分辨能力的关键，本文提出用时间聚焦的方法来改善超快诊断技术的时间分辨能力。通过在时间聚焦电极上加随时间线性增加的电场来补偿光电子在光电阴极和阳极之间的时间弥散，从而使快电子相对变慢，慢电子相对变快，达到在时域压缩电子脉冲的目的。用Monte Carlo方法和有限差分法对大量光电子的追踪模拟显示，这种利用随时间变化的电场对电子脉冲速度进行调制的方法可以将初始时间宽度为300 fs的电子脉冲压缩到50 fs，为研制时间分辨能力高于100 fs的条纹相机和超快电子衍射仪等超快诊断技术提供了一种思路。
超快诊断 时间聚焦 时间分辨力 Monte Carlo法 有限差分法 ultrafast diagnosis time focusing temporal resolution Monte-Carlo method finite difference method 光学 精密工程
2011, 19(10): 2379
哈尔滨工业大学 能源科学与工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
利用原子力扫描探针显微镜(AFM)获得了花岗岩表面粗糙度形貌数据, 分析了该实际表面的形貌特征.在几 何光学近似下, 根据该实际表面形貌数据采用Monte Carlo法, 并考虑表面散射过程中的入射遮蔽及多次散射效应, 模拟了实际表面的双向反射分布函数(BRDF).将BRDF模拟值与在入射波长为0.6328μm、不同的入射天顶角和 入射平面内条件下实验测得的BRDF值进行比较, 结果表明在适当的误差范围内两者符合较好.
扫描 表面形貌 Monte Carlo法 双向反射特性 scan topography Monte Carlo method characteristics of bi-directional reflectance
电子科技大学物理电子学院,四川,成都,610051
针对云层介质对激光传输有较强的吸收和散射作用,严重影响了激光对潜通信系统的应用范围这一问题,采用Monte Carlo法来模拟激光在云层中传输的过程.得出云层光脉冲的时间扩展特性和部分参数的模拟结果,为通信系统进行后期的分析和没计提供了一定的理论和实用价值.
多次散射 散射相位函数 时间扩展 Monte Carlo法
1 天津大学 精仪学院,天津 300072
2 辽宁工程技术大学,辽宁 阜新 123000
选择耳垂作为测量部位,建立了多层耳垂组织仿真模型,利用Monte-Carlo方法研究了不同光源特性(光束半径,入射能量大小及分布等)及模型参数下耳垂组织模型的光透射能量及分布规律,由透射光能量分布、光电二极管光敏面积和探测灵敏度推出特定测量信噪比要求的入射光能量。研究结果表明,耳垂组织的实际入射光能量能够满足动态光谱检测的要求,获得了更高的动态光谱测量精度,可满足动态光谱法的血液成分检测的要求。
动态光谱法 组织模型 耳垂 Monte-Carlo法 dynamic spectroscopy tissue model earlap Monte-Carlo method
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 中国科学院研究生院,北京,100039
3 上海交通大学,激光与光子生物医学研究所,上海,200030
应用Monte Carlo法原理,利用区间[0,1]上均匀分布的随机变量产生的均匀照度光源模型及光在积分球内表面的漫反射模型,用Matlab编程,对一积分球出口平面处及距出口100mm以内的10个平面上的辐射能量和辐照度进行了计算机模拟.模型共追迹了100000个光子,结果显示,随着传播距离的增大,辐射总能量不断衰减;小于积分球出口直径时辐照度的均匀性先减小然后又逐渐增强;大于积分球出口直径时辐照度的均匀性不断增强;整个平面上的辐照度随传播距离的增大逐渐趋于均匀.具有一定照度大小的大面积均匀辐射场只能在适当位置处获得.
积分球 Monte Carlo法 辐照度 漫反射 随机变量
