基于几何光学近似迭代的多重散射波面分析

彭梓齐，杨江河

(湖南文理学院数理学院，中国 常德 415000)

光学遥感作为成熟的测量技术在工业、医疗、环保等领域得到了广泛应用[1-7]。在光学遥感应用中，光在媒质中的传播效率是影响光学测量结果与精度的一项重要参数。在散射粒子大量存在的高散射媒质(生物组织、大气云层等)中，可视光以及红外波段光会发生强烈的散射现象[8-12]。多重散射不仅使光波能量发散，导致传播效率低下，同时使散射光偏光面发生变化，降低光学相干性，导致入射光原有的光学特性发生变化。如果能在高散射媒质中建立一种高效、稳定的传播方法，将有利于提高光学遥感的测量范围与精度。

环形波面的调制光在空气中长距离传播时，通过自身干涉效果可以形成一类强度分布为近似贝塞尔函数的波面。具有类波面的光通常被称为非衍射光。理想的非衍射光波面中心集中大部分能量，波面强度分布不随传播距离的变化而变化，整个波面有抑制衍射的效果[13-17]。相比高斯分布的光源，在远距离传播的情况下环状光在中心部位有着极高的传播效率。

在前期的研究中[18-20]，我们研究了在散射媒质中环状光的传播特性。通过实验发现：收紧光学接收机视野角(3 mrad)的前提下，在特定浓度与深度的高散射媒质中，环状光经过4～5次的多重散射之后，最终在出射面中心部形成中心波峰强度相对较高的干涉光，且中心主瓣周围存在强度较弱的旁瓣。针对这一现象，还需要进一步的理论分析与数值解析。……