一种改进的非傍轴BeckmannKirchhoff随机表面散射模型研究.pdfVIP

　西安理工大学学报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（２０１３）Ｖｏｌ．２９Ｎｏ．３　 ２８５ 　　文章编号：１００６４７１０（２０１３）０３０２８５０５ 一种改进的非傍轴 ＢｅｃｋｍａｎｎＫｉｒｃｈｈｏｆｆ 随机表面散射模型研究 赵恒，华灯鑫 （西安理工大学 机械与精密仪器工程学院，陕西 西安７１００４８） 摘要：针对ＢｅｃｋｍａｎｎＫｉｒｃｈｈｏｆｆ（ＢＫ）散射模型在非傍轴区域入射和散射存在非物理不连续问题， 介绍了一种改进的ＢＫ模型。该模型使用新因子替换原有几何因子，消除散射光辐射强度和辐射 亮度在非傍轴区域的差异，在计算中使输入光能和输出光能满足能量守恒定理的要求。和实验数 据比较，改进的ＢＫ模型在大角度掠射时理论数据曲线表现出对实验数据良好的预测性能，较好 解决了原有模型在非傍轴区域入射和散射非物理不连续这一问题。 关键词：表面散射；ＢｅｃｋｍａｎｎＫｉｒｃｈｈｏｆｆ模型；标量衍射理论；双向反射分布函数 中图分类号：Ｏ４３２．１　　　文献标志码：Ａ ＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｔｏＢｅｃｋｍａｎｎＫｉｒｃｈｈｏｆｆＭｏｄｅｌｆｏｒＲａｎｄｏｍＲｏｕｇｈ ＳｕｒｆａｃｅｓｗｉｔｈＮｏｎＰａｒａｘｉａｌＡｎｇｌｅｓ ＺＨＡＯＨｅｎｇ，ＨＵＡＤｅｎｇｘｉｎ （ＦａｃｕｌｔｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００４８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈａｎａｉｍａｔａｎｏｎｐｈｙｓｉｃａｌｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙｐｒｏｂｌｅｍｅｘｉｓｔｉｎｇｉｎｔｈｅｉｎｃｉｄｅｎｔａｎｄｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ｌｉｇｈｔｏｎｔｈｅｎｏｎｐａｒａｘｉａｌａｒｅａｏｆＢｅｃｋｍａｎｎＫｉｒｃｈｈｏｆｆ（ＢＫ）ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｍｏｄｅｌ，ａｎｉｍｐｒｏｖｅｄＢＫｍｏｄｅｌｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｉｓｍｏｄｅｌｕｓｅｓｎｅｗｆａｃｔｏｒｓｔｏｒｅｐｌａｃｅｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｇｅｏｍｅｔｒｉｃｆａｃｔｏｒｓ，ｗｈｅｒｅｂｙｒｅｍｏｖｉｎｇｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｌｉｇｈｔｒａｄｉａｔｉｏｎｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｒａｄｉａｔｉｏｎｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓｉｎｔｈｅｎｏｎｐａｒａｘｉａｌａｒｅａ．Ｉｎｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｉｎｐｕｔｌｉｇｈｔｅｎｅｒｇｙａｎｄｔｈｅｏｕｔｐｕｔｌｉｇｈｔｅｎｅｒｇｙｃａｎｂｅｍａｄｅｔｏｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆ ｔｈｅｌａｗｏｆｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ．Ｉｎｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｄａｔａ，ｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄＢＫｍｏｄｅｌｓｈｏｗ ｔｈｅｂｅｔｔｅｒｐｒｅｄｉｃａｔｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｔｏｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａｉｎｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｄａｔａｃｕｒｖｅｏｆｆｌａｓｈｒａｄｉａｔｉｏｎ ｓｏｔｈａｔｔｈｅｎｏｎｐｈｙｓｉｃａｌｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙｐｒｏｂｌｅｍｉｓｂｅｔｔｅｒｓｏｌｖｅｄｉｎｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｉｎｃｉｄｅｎｔａｎｄ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｌｉｇｈｔｎｏｎｐａｒａｘｉａｌａｒｅａ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｒｆａｃｅｌｉｇｈｔｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ；ＢｅｃｋｍａｎｎＫｉｒｃｈｈｏｆｆｍｏｄｅｌ；ｓｃａｌａｒｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙ；ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＢＲＤＦ） 　　随机表面光散射是入射光波经过随机表面衍射 应用最为成熟和广泛。１９６３年Ｂｅｃｋｍａｎｎ首次系统 后叠加的传播过程，表面散射效应是由表面微观形 和全面地论述了随机表面的散射问题，他引入 貌引起反射波前相位随机