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第一章 绪论1

1.1 引言1

1.2 小粒子光散射理论的研究现状3

第二章 小粒子光散射的基本理论6

2.1 光散射概述6

2.2 小粒子光散射的基本理论7

2.2.1 几何光学理论7

2.2.2 Airy理论11

2.2.3 Lorenz-Mie理论13

2.2.4 Debye级数展开16

第三章 无限长非均匀介质圆柱对垂直入射平面波的散射19

3.1 引言19

3.2 无限长非均匀介质圆柱对平面波的散射20

3.2.1 散射场的计算20

3.2.2 散射场系数的改进算法24

3.2.3 改进算法正确性验证25

3.2.4 算法效率28

3.3 算例30

第四章 无限长非均匀介质圆柱对斜入射平面波的散射32

4.1 引言32

4.2 散射场理论推导33

4.3 散射系数的改进算法40

4.4 算法正确性验证41

4.5 算法效率43

4.5.1 计算区域44

4.5.2 计算时间44

4.6 应用45

第五章 非均匀球、柱粒子彩虹特性47

5.1 引言47

5.2 非均匀柱粒子散射的Debye级数展开48

5.3 非均匀柱粒子彩虹强度及频谱分布50

5.3.1 非均匀柱粒子一阶、二阶彩虹的强度和频谱分布50

5.3.2 重建的一阶、二阶彩虹与Debye级数模拟结果比较54

5.4 多重一阶彩虹的Debye级数模拟57

5.5 非均匀球粒子的彩虹模拟及彩虹重建62

5.5.1 非均匀球粒子折射率分布62

5.5.2 非均匀球粒子几何光学射线追迹理论63

5.5.3 非均匀球粒子一阶、二阶彩虹强度分布特点66

5.5.4 非均匀球粒子二阶彩虹强度分布67

5.5.5 非均匀球粒子二阶和五阶彩虹强度的重建69

第六章 彩虹法非均匀柱粒子折射率分布测量71

6.1 引言71

6.2 非均匀柱粒子的彩虹强度分布72

6.2.1 一阶、二阶彩虹的强度分布72

6.2.2 非均匀柱粒子Airy峰角位置与折射率指数因子的关系75

6.2.3 非均匀柱粒子Airy峰角位置与表面折射率的关系78

6.2.4 非均匀柱粒子Airy峰角位置与折射率分布的关系80

6.3 非均匀粒子的折射率分布测量82

6.4 激光彩虹测量系统87

第七章 吸收介质中非均匀圆柱对平面波的散射92

7.1 引言92

7.2 吸收介质中无限长非均匀圆柱对平面波的散射93

7.3 散射矩阵、散射截面、消光截面97

7.4 散射场系数的计算99

7.5 算法验证100

7.6 数值算例103

参考文献106