任神河,高 明,李 艳,南 泽

(1.西安工业大学光电工程学院,陕西 西安 710021;2.咸阳师范学院物理与电子工程学院,陕西 咸阳 712000;3.西安电子科技大学微电子学院,陕西 西安 710048)

1 引 言

激光在冰、云等复杂介质中的传输与散射研究自20世纪50年代起,一直是充满活力的课题。由于云的温度远低于0 ℃,故形成了卷云、卷积云、卷层云和高纬度地区冬季的高层云等,这些云层完全或几乎完全由冰晶粒子组成,也称为冰云[1]。自然界中冰晶粒子形状不一,如棱柱状、椭球状、子弹玫瑰状等,但一般都具有基本的六边形结构[2]。地空路径上,天空背景中高空云层(卷云、卷积云、卷层云)是一个主要的背景散射辐射干扰源,通过云层自身的散射辐射对地面制导、预警和通信探测系统引入强干扰信号,极大地影响了空间通信、空中预警、 侦察、成像系统、探测和识别目标的能力。研究冰晶粒子的散射特性、开展云层的激光散射和传输具有重要的意义[3-4]。

有关云层光学传输与散射特征的研究,无论是国外还是国内主要开展卷云和冰云内冰晶粒子光学辐射传输的较多。辐射过程是大气中非常重要的物理过程之一[5]。蔡熠等采用combined atmospheric radiative transfer(CART)软件模拟计算了强吸收波段范围内卷云对大气层顶的反射率和背景辐射的影响[6]；赵燕杰等[7]结合Stamnes等[8]编写的DISORT软件定性分析了1.315 μm激光波长在卷云中辐射特性；但他们均假设大气是平面平行(plane-parallel)的。当太阳天顶角较大(大于70°)时,按照平面平行大气的假设计算,相对误差会随着天顶角的增大而增大,因此必须考虑地球曲率对云层边界的影响[9-11]。……