张编妹 张磊 刘春静

摘 要：研究光波波长与散射微粒尺寸对散射介质中散射和吸收的影响，仿真结果表明，在波长一定时，散射微粒尺寸越大，散射效率越小，且在红外波段，散射微粒吸收效率较为明显，有利于吸收多次散射光子。同时，通过构建大气散射模型，利用蒙特卡罗光线追踪技术、Mie散射理论和Stockes矢量法，探究偏振光在单分散系统中的传输特性。仿真结果表明，当散射介质厚度较小时，出射光的光强分布和偏振度分布较为集中，探测器中心接收较多的保偏光子;反之，光斑向周围扩散，探测器接收更多来自多次散射事件的光子。

关键词：偏振光;蒙特卡罗;Mie散射;Stockes矢量

中图分类号：O436.3  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2021）01-0013-04

1 引言

近年来，随着激光技术的飞速发展，激光被广泛用于偏振导航、环境监测、星地通信以及卫星遥感等领域[1，2]。激光作为信息和能量的载体，凭借其独特的性能在诸多领域发挥着巨大价值，已成为人们生活、生产中不可或缺的部分[3，4]。然而，激光在大气中传输因受到各种粒子的散射和吸收的影响，其多种特性会发生改变，如能量、分布、物理特征等。激光在散射体系中传输是一个复杂的过程，其散射效应与散射粒子的尺寸、种类、形状、粒子数密度等因素密切相关。当激光与散射粒子发生相互作用之后，散射光会携带散射粒子的物理特征（如粒子尺寸、粒子数密度等偏振信息），并根据传输的散射体系不同呈现出相应的变化规律[5]，进而在地球表面产生一种特殊的偏振分布模式。……