粗糙表面大角度反射特性.pdf

1、粗糙表面的反射特性，在民用和軍事方面都有著很重要的應(yīng)用。粗糙表面的反射特性，一般由鏡反射模型和漫反射模型來描述，但無論是鏡反射或者是漫反射模型，都不能準(zhǔn)確完整的表達(dá)出粗糙表面反射性質(zhì)。粗糙表面的反射特性可以用雙向反射分布函數(shù)(Bidirectional Reflectance Distribution Function, BRDF)和橢偏參數(shù)(Ψ，Δ)來表征。BRDF描述了入射光波經(jīng)過粗糙表面在半球空間引起的能量分布。橢偏參數(shù)(Ψ，Δ)

2、中，tanΨ表示的是線偏振光經(jīng)過粗糙表面后的反射波的p偏振分量振幅和s偏振分量振幅的比值，Δ表示的是由于反射引起的p偏振分量和s偏振分量的相位差。橢偏參數(shù)(Ψ，Δ)不僅包含反射光強的信息，還給出了反射波的相位信息。
　　本文通過理論與實驗相結(jié)合的方法研究了表面粗糙度對橢偏參數(shù)(Ψ，Δ)的影響。用研磨液將 SiO2樣品制備出具有不同粗糙度的表面，通過紅外光譜橢偏儀(IR-VASE)測量出了在大角度入射下，不同粗糙度樣品的橢偏參數(shù)(Ψ

3、，Δ)，然后用嚴(yán)格耦合波分析法(RCWA）模擬了不同粗糙度表面的橢偏參數(shù)(Ψ，Δ)。理論模擬和實驗測量數(shù)據(jù)吻合。研究結(jié)果表明，在入射波長位于10μm-16μm，橢偏參數(shù)(Ψ，Δ)都隨著表面粗糙度的增加而增加；波長小于10μm以下的波段，Δ隨著表面粗糙度的增加而降低。
　　同時，本文通過數(shù)值模擬和實驗測量研究了粗糙表面反射特性對于發(fā)動機排氣系統(tǒng)尾部光強分布的影響。用蒙特卡洛模擬燃燒室內(nèi)光子的傳輸過程，并將實驗測量得到的粗糙表面的BR