Поляризационные эффекты при многократном рассеянии света в средах с крупными неоднородностями

• Автор: Городничев, Евгений Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 219 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Метод основных и дополнительных поляризационных мод для решения векторного уравнения переноса в средах с крупными неоднородностями

1.1 Векторное уравнение переноса в циркулярном представлении. Формализм

матричных единиц

1.2 Матрица однократного рассеяния света на крупных неоднородностях

1.3 Транспортные уравнения для основных и дополнительных поляризационных мод. ’’Геометрический” и ’’динамический” механизмы деполяризации
2 Многократное рассеяние неполяризованного света в средах с крупными неоднородностями

2.1 Транспортные уравнения для интенсивности и второго параметра Стокса в

приближении малых углов

2.2 Многократное рассеяние света в тонких слоях

2.3 Угловая и глубинная зависимости интенсивности рассеянного излучения в
условиях сильного поглощения
2.4 Степень поляризации рассеянного света в сильнопоглощающих средах
2.5 Многократное рассеяние света в среде с сильными (’’неборновскими”) дискретными неоднородностями
2.6 Степень поляризации в импульсе
3 Решение векторного уравнения переноса в малоугловом диффузионном приближении
3.1 Уравнения для основных и дополнительных поляризационных мод в приближении Фоккера-Планка
3.2 Распространение широкого пучка поляризованного света в приближении
диффузии по углам
3.2.1 Циркулярно поляризованный свет
3.2.2 Линейно поляризованный свет
3.3 Многократное рассеяние узкого линейно поляризованного пучка. Средний
рытовский угол поворота плоскости поляризации

3.4 Наклонное падение линейно поляризованного света. Поворот ’’тела поляризации”
4 Затухание поляризации в средах с крупными неоднородностями
4.1 Многократное малоугловое рассеяние циркулярно поляризованного света .
4.1.1 Борновские неоднородности
4.1.2 ’’Сильные” частицы
4.1.3 Вращение эллипса поляризации в среде с неборповскими частицами .
4.2 Деполяризация линейно поляризованного света при многократном рассеянии па малые углы
4.3 Затухание циркулярной и линейной мод в условиях пространственной диффузии. Эффект ’’сохранения” циркулярной поляризации
4.4 Затухание поляризации в световом импульсе
4.5 Пределы применимости приближения основных и дополнительных поляризационных мод
5 Когерентные эффекты при многократном рассеянии поляризованного света в средах с крупными неоднородностями
5.1 Связь интенсивности поляризованных компонент рассеянного света с функ-
цией Грина векторного уравнения переноса в конусе когерентного обратного рассеяния
5.2 Угловое распределение поляризованных компонент отражённого вблизи направления точно-назад излучения
5.3 Флуктуации интенсивности в приближении основных поляризационных мод
5.4 Теория дальних корреляций параметров Стокса
5.5 Дальние корреляции интенсивности при рассеянии поляризованного света в
неупорядоченных образцах с крупными неоднородностями
5.5.1 Флуктуации интенсивности при рассеянии в тонком слое
5.5.2 Дальние корреляции интенсивности в условиях пространственной диффузии
Заключение
А Приложения
А.1 Приложение А.
А.2 Приложение А.
А.З Приложение А.З
А.4 Приложение А.
А.5 Приложение А.
А.6 Приложение А.
А.7 Приложение А.
А.8 Приложение А.
А.9 Приложение А.

Литература

и затухания циркулярной поляризации не наблюдается. Результат п актов рассеяния линейно поляризованного света определяется сверткой

которая в общем случае распространения по неплоской траектории не сводится к выражению вида а« * ... * ах Ь, где Ь - матрица соответствующего поворота. Поэтому "рытовская” деполяризация линейно поляризованного света происходит только в результате многократных поворотов направления движения фотонов в среде (в случае однократного рассеяния траектория фотона всегда плоская).
При распространении линейно поляризованного света через среду с крупномасштабными неоднородностями ’’геометрический” механизм деполяризации всегда является существенным. В зависимости от оптических характеристик частиц, их формы и распределения по размерам, а также режима многократного рассеяния, ’’геометрический” механизм может быть главным (см., например, [46,112-124]) или играть роль того же порядка, что и процесс ’’динамической” деполяризации.
Учитывая сказанное, представим сечение рассеяния, входящее в уравнение (1.54) для ¥, в следующем виде
а---| -3- ехр(21(х+ - Ф)) = сц + а, [ехр(21(х+ - ф)) - 1] +
+ 2 ^ [ехр(2фх+ - ф)) - 1] (1.56)
Поясним физический смысл отдельных слагаемых в равенстве (1.56). Если пренебречь
различием между диагональными элементами матрицы рассеяния и отклонением изображенного на рис.1.3 сферического треугольника, образованного началами векторов п0, п и п', от плоского (т.е. положить х+ = Ф)> т0 в равенстве (1.56) останется только первое слагаемое. В этом приближении уравнение для 1Е не отличается от скалярного уравнения переноса (1.49) и, поэтому, IV будет совпадать с интенсивностью 1зса1. Деполяризации света в этом приближении вообще не происходит.
За процесс деполяризации отвечают второе, третье и четвертое слагаемые в (1.56).
Второе слагаемое отлично от нуля вследствие того, что изображенный на рис. 1.3 сферический треугольник отличается от плоского. Разность углов
Х+ - Ф = тг - Р - Р' - {<Р - Ч>') (1-57)
есть так называемый сферический избыток [199] - разность соответствующих углов в
сферическом и плоском треугольниках. Второе слагаемое в (1.56) возникает за счет преобразований вращения в пространстве и описывает ’’геометрическую” деполяризацию. При однократном рассеянии на малые углы сечение ’’геометрического” поглощения
[ сЬл'а^пп') (1 - ехр(21(у+ - ф))) « 2ст-4г^-—^- (1.58)
./ I -г Ц
пропорционально транспортному коэффициенту упругого рассеяния од. = о(1 — (соэ7)). Согласно (1.58), длина деполяризации линейно поляризованного света никогда не может превышать транспортную длину упругого рассеяния 11т = (од)-1 [112].