基于BRDF理论的散射光谱加和性研究

依据双向反射分布函数理论,推导出散射光谱的加和性原理。散射光谱加和性是指对于材质质点之间无相互作用的平面漫反射体系,在光源与入射面材质不存在干涉、衍射、荧光、光谱上转换和光谱下转换等相互转换作用,且无光化学现象及非线性效应发生的前提下,且符合能量守恒定律的同时,由单光源或多光源照射的材料的散射光谱,等于该材料中每种材质的散射光谱的线性叠加。实验上,以几种材料的散射光谱为例,通过改变探测条件、照明条件和材质比例,进行了散射光谱加和性的实验验证,并且针对实验结果进行了误差分析。单光源条件下的最大实验误差为2.64%,多光源条件下则为2.35%,加和计算偏差均在实验误差允许范围内。由此证明了材料的散射光谱具有加和性,不受组成的材质差异性、材质的面积比例组合多样性、以及实验条件多变性影响。散射光谱加和性的首次提出,不仅为基于散射光谱的复杂结构体的特征提取及识别研究提供了确切的理论依据和有效的分析方法,而且对相关的实验分析和应用研究有着重要的借鉴和参考意义。

平滑与褶皱表面目标的散射光谱的研究

文章基于BRDF理论,测量了平滑与褶皱表面的锡纸材料的散射光谱,用金相显微镜对材料表面进行观察,对比分析了两种表面形貌对散射光谱的影响。通过金相显微镜观察样品表面,将得到的褶皱表面材料图像的阴影部分进行区域、方向划分,最终通过不同划分方法及其对应探测条件下得到的BRDF值,达到研究目标材料表面形貌对其BRDF值影响的目的。

中红外2 μm Tm:YLF激光热效应分析

基于2 μm Tm:YLF激光器的实际工作条件建立了各向异性激光晶体的稳态热模型,通过解析法得到了Tm晶体内温度场分布的解析表达式;模拟并分析了泵浦功率,光斑半径,晶体端面尺寸对Tm晶体内温度场分布的影响。最终得到了在不同条件下晶体内部温度分布,结果表明:掺杂浓度的增加加剧了晶体的温升,增加了晶体热畸变不均匀性,产生更明显的热效应;而晶体长度的适度增加降低了晶体的温升,缓解了晶体热畸变不均匀性,削弱了晶体的热效应。本论文所得结论可以为LD抽运Tm:YLF激光器的腔型及散热系统设计提供理论支持。