提高激光传输精度：基于分段加权采样的近红外散射研究

本文主要探讨了基于相函数分段加权采样的近红外激光传输特性，针对激光传输模型中的散射过程处理精度提升问题。研究者针对散射相函数的变化规律，提出了一种新的采样策略——相函数分段加权采样。这种方法旨在减少相函数抽样误差，提高在非球形沙尘气溶胶环境中空间散射角的抽样精度。 文章通过Monte Carlo方法（一种常用的随机模拟技术，在激光光学领域广泛应用）对1.06微米红外激光在非球形沙尘气溶胶中的透射率和反射率随传播距离的变化进行了模拟。对比了Henyey-Greenstein (H-G) 相函数采样，这是一种常见的相函数模型，与相函数均匀采样方案的结果。结果显示，相函数分段加权采样显著降低了抽样误差，使得模拟结果更加精确。特别是与H-G相函数采样相比，采用H-G相函数进行模拟时，透射率数值偏低，反射率偏高，随着传播距离的增加，两者之间的偏差会逐渐增大。相对于均匀采样，两种方法在透射率上的偏差随距离增加而增大，而在反射率上则呈现相反的趋势。 这项研究对于提高激光在复杂介质中的传输模拟效果具有重要意义，不仅有助于优化激光光学系统的设计，还为理解和控制激光在大气中的传播行为提供了更准确的方法。此外，它也为其他领域如遥感、通信以及光工程等领域中利用红外激光的应用提供了理论支持。关键词包括激光光学、相函数、分段加权采样、红外激光传输和Monte Carlo模拟，这些都表明了该研究在激光科学和技术领域的核心地位。