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随机粗糙表面激光后向散射特性的理论模拟与实验研究

付欢  
【摘要】:随机粗糙表面的后向散射特性研究在现代国防、科学及工程中都有着广泛的应用,利用这个特性,红外探测、激光雷达和目标识别等遥感设备都可以得到很好的优化和改善 论文首先介绍了随机粗糙表面的激光后向散射偏振特性的研究意义和背景,以及国内外关于该领域的研究现状。给出了光散射的基本理论及粗糙表面的形貌特征描述。简要推导了Gaussian粗糙表面的后向散射系数及其退偏度公式。阐述了粗糙表面散射的主要解析方法:微扰法和基尔霍夫法。然后进行了随机粗糙表面激光后向散射的特性的研究,主要包括理论模拟和实验测量两部分。理论模拟部分用基尔霍夫法,通过MATLAB软件对影响散射系数的入射角、粗糙度、入射波长、入射光偏振态等因素进行计算并进行对比。实验部分采用632.8nm和532nm的激光为入射光,测量了当目标粗糙度、入射光波长、入射角不同时,对应的后向散射光的特性。理论模拟和实验均表明,入射角、目标粗糙度、入射波长、入射光偏振态等因素对粗糙表面的后向散射光的特性都有影响,且实验结果和理论模拟在一定程度上是吻合的。 本文关于随机粗糙表面后向散射特性的研究结果对于探讨进行目标识别的理论及应用方面有一定的价值,这将对目标特性的进一步研究有着积极的意义。


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