基于Mie理论和Debye模型的球形粒子散射特性研究

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中文摘要：米氏散射理论是激光雷达气溶胶探测的理论基础，也是光学传感中的关键工具。文章系统地使用米氏理论和德拜级数展开模型对球形粒子进行分析，研究了复折射率和尺寸参数对散射特性的影响。数值模拟在532nm波长下进行，比较了折射率虚部和尺寸参数的变化对90°散射相函数的影响。结果表明，折射率的虚部显著影响散射行为，特别是在尺寸参数小于100时，散射特性呈现出明显的振荡模式。随着尺寸参数的增加，吸收效应减弱，多重散射路径增多，高阶散射光的影响逐渐减少。此外，将德拜级数展开模型求和至无穷大，成功再现了米氏理论预测的散射特性，验证了德拜级数展开模型在粒子散射特性计算中的有效性。本研究为进一步理解球形粒子的散射特性提供了宝贵的参考价值。

作者：

曹西乐、田兴、穆童

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作者单位：

安徽理工大学第一附属医院(淮南市第一人民医院),安徽淮南,232001

安徽理工大学人工智能学院,安徽淮南,232001

安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽淮南,232001

关键词：

Mie理论 Debye级数展开模型复折射率尺寸参数

出版年：

2025

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中国家用电器服务维修协会

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ISSN：1006-5059

年,卷(期)：2025.33(1)