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科学家揭示包含光学湍流和随机分布粒子的随机介质中相干光的多次散射过程
作者:小柯机器人 发布时间:2024/5/1 18:11:02

近日,哈尔滨工业大学的张宇及其研究团队取得一项新进展。经过不懈努力,他们揭示包含光学湍流和随机分布粒子的随机介质中相干光的多次散射过程。相关研究成果已于2024年4月29日在国际知名学术期刊《物理评论A》上发表。

本文研究了光在随机介质中的多次散射,其中既有光学湍流,也有随机分布的粒子。研究人员在得到介电相关函数形式的基础上,推导出标量波的Dyson方程和Bethe-Salpeter方程。然后根据散射次数展开Bethe-Salpeter方程,并在处理后将其简化为实际的计算表达式。

数值格式允许计算标量波在遭遇波长以上的粒子多次散射时的场-场相关函数,同时也适用于计算在含有光学湍流和粒子的介质中传播的场-场相关函数。该研究的理论分析和数值计算可以应用于光探测和测距(激光雷达)和水下光学系统。

附:英文原文

Title: Multiple scattering of coherent light in a random medium containing optical turbulence and randomly distributed particles

Author: Mingyuan Ren, Ning Zhou, Yajing Qiao, Jianrui Gong, Yang Zhou, Yu Zhang

Issue&Volume: 2024/04/29

Abstract: We study multiple scattering of light in a random medium containing both optical turbulence and randomly distributed particles. Based on the form of dielectric correlation function attained, the Dyson equation and Bethe-Salpeter equation for scalar waves are derived. The Bethe-Salpeter equation is then expanded according to the number of scattering times and then simplified to a practical expression for calculations after manipulations. The numerical scheme allows to calculate the field-field correlation function of scalar wave multiple scattering by particles larger than wavelength, and that of propagation in a medium containing both optical turbulence and particles. Theoretical analysis and numerical calculations may have applications in light detection and ranging (LIDAR) and underwater optical systems.

DOI: 10.1103/PhysRevA.109.043715

Source: https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.109.043715

期刊信息

Physical Review A:《物理评论A》,创刊于1970年。隶属于美国物理学会,最新IF:2.97
官方网址:https://journals.aps.org/pra/
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