《梯度折射率介質內瞬態矢量輻射傳輸機理及其數值模擬》是依託哈爾濱工業大學，由譚建宇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：梯度折射率介質內瞬態矢量輻射傳輸機理及其數值模擬
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：譚建宇
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本申請項目為梯度折射率介質內瞬態矢量輻射傳輸機理及其數值模擬，主要研究梯度折射率介質內瞬態偏振輻射的傳輸機理，揭示瞬態輻射傳輸過程中輻射能及其偏振態的變化規律，建立描述梯度折射率介質內瞬態矢量輻射傳輸的物理數學模型和高效數值模擬方法，發展利用包含偏振態在內的輻射信息進行非均勻介質輻射特性反演重建的方法。研究意義：本研究為超短脈衝雷射加工、遙感、生物醫學光學等領域內瞬態矢量輻射傳輸過程的分析和套用奠定理論基礎。
結題摘要
本項目主要研究梯度折射率介質內瞬態偏振輻射的傳輸機理，揭示瞬態輻射傳輸過程中輻射能及其偏振態的變化規律，建立描述梯度折射率介質內瞬態矢量輻射傳輸的物理數學模型和高效數值模擬方法，並發展利用包含偏振態在內的輻射信息進行非均勻介質輻射特性反演重建的方法，同時開展了相應的實驗研究工作。結合研究計畫，本項目主要開展並完成以下五個方面的研究： 1、在深入分析梯度折射率介質內偏振輻射傳輸的基本物理過程的基礎上，給出了梯度折射率介質內矢量輻射傳遞過程的守恆量，得到了適用於梯度折射率介質內偏振輻射的廣義Clausius不變數關係，並推導出可以描述一般參與性梯度折射率介質內的瞬態偏振輻射輻射傳輸的控制方程; 2、為了得到梯度折射率介質內矢量輻射傳輸的一種基準解法，發展了一種蒙特卡洛法用於模擬梯度折射率介質內的穩態及瞬態矢量輻射傳遞，光線跟蹤採用彎曲光線跟蹤技術，並給出了一種新的輻射強度探測器實現方案； 3、建立的梯度折射率介質矢量輻射傳遞方程直角坐標系下的展開形式.本研發展了一種基於微分方程離散的譜元法用於求解梯度折射率介質內的矢量輻射傳遞過程；與蒙特卡洛法相比，譜元法可以更高效的用於梯度折射率介質內的矢量輻射傳遞過程。 4、發展了一種基於顯示卡的規模並行蒙特卡洛法用於模擬多層平板介質內的輻射傳遞，該方法極大的提高了蒙特卡洛法的計算速度可以有效用於介質物性參數的反演。在所研究的並行蒙特卡洛法的基礎上，本研究進一步分析了探測信號對輻射特性參數的敏感性。 5、基於偏振信息測量液體輻射特性參數，採用雙光程法和橢偏法測量七種濃度鹽水溶液的復折射率，得到連續光譜下鹽水溶液的n、k值及擬合關係式。
