氣溶膠單粒子的偏振光散射特性研究.pdf

1、氣溶膠顆粒物的光學(xué)性質(zhì)取決于其化學(xué)組分、尺寸、形狀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，散射光探測(cè)技術(shù)廣泛用于大氣顆粒物的種類、濃度及尺寸分布的測(cè)量，光的偏振性在氣溶膠顆粒物的探測(cè)和研究中扮演著重要角色。
　　顆粒物的光散射偏振性質(zhì)可由穆勒矩陣（4×4矩陣，由顆粒物的尺寸、形狀及折射率決定）表達(dá)，將散射光的偏振信息和穆勒矩陣元數(shù)值與激發(fā)光的偏振狀態(tài)相聯(lián)系。本文針對(duì)偏振方向相互垂直的兩束線偏振激發(fā)光，計(jì)算分析了氣溶膠單粒子的光散射穆勒矩陣的特性，并與初步的

2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。
　　本文運(yùn)用T-matrix單粒子散射光微分散射截面計(jì)算方法，編寫了對(duì)應(yīng)一定范圍采集立體角的散射光探測(cè)器的積分散射截面強(qiáng)度的計(jì)算程序，可以對(duì)具有不同等效直徑、折射率的球形或軸對(duì)稱顆粒進(jìn)行模擬，獲取不同位置和口徑大小的探測(cè)器對(duì)散射光的響應(yīng)。
　　計(jì)算了若干散射極角位置的探測(cè)器的散射光響應(yīng)強(qiáng)度，考察了粒子的尺寸、折射率以及形狀特征（縱橫比）對(duì)穆勒矩陣元和偏振強(qiáng)度因子Pf的影響。結(jié)果表明，偏振方向相互垂直的兩

3、束線偏振激發(fā)光的散射強(qiáng)度的差異正比于穆勒矩陣元Z12;Z12隨著粒徑的變化在零點(diǎn)附近上下波動(dòng)，而對(duì)應(yīng)于總散射光強(qiáng)的矩陣元Z11隨粒徑的增加而快速增長(zhǎng);隨著非球形顆粒的縱橫比的增大，Z12變化幅度有增大的趨勢(shì)，反映了球形與非球形顆粒的差異;折射率的變化會(huì)導(dǎo)致Z12的變化，但未展示明顯的規(guī)律性。
　　利用空氣動(dòng)力學(xué)粒徑測(cè)量裝置，在0.91～1.19μm直徑范圍，獲取了若干球形、立方形及長(zhǎng)形顆粒的偏振入射光對(duì)應(yīng)的Z12和Pf值。分析表明