什么是米氏散射和非选择性散射
在光学中，米氏散射（Mie scattering）和非选择性散射是两种重要的散射现象，它们对于理解大气中光的传播和天空的颜色变化具有关键作用。本文将详细介绍这两种散射现象的物理机制、特点及其在大气科学中的应用。
米氏散射
米氏散射是由德国物理学家古斯塔夫·米（Gustav Mie）在1908年提出的，用于描述粒子尺寸与辐射波长相当或相近时的散射现象。具体来说，当粒子的直径在辐射波长的0.1到10倍之间时，发生的散射即为米氏散射。这种散射主要由大气中的微粒，如烟、尘埃、小水滴及气溶胶等引起。
米氏散射的特点在于其散射强度与波长的关系为λ^-2，这意味着短波长的光（如蓝光）比长波长的光（如红光）散射得更强烈。此外，米氏散射主要表现为前向散射，即散射光主要集中在入射光的方向上。随着粒子尺寸的增大，散射光强度的波动幅度逐渐减小，且散射光的偏振度也较瑞利散射小。
非选择性散射
与米氏散射不同，非选择性散射发生在粒子尺寸远大于辐射波长的情况下。当粒子的直径大于辐射波长的20倍时，散射现象主要表现为非选择性散射。这种散射的特点是散射强度与波长无关，即不同波长的光被散射的程度相同。
非选择性散射常见于云、雾等大气现象中。例如，雾滴的半径通常在1到60微米之间，远大于可见光的波长，因此雾对可见光的散射属于非选择性散射。在这种散射过程中，粒子对辐射的反射和折射占主要地位，导致在宏观上形成均匀的散射效果。
应用与意义
米氏散射和非选择性散射的研究对于大气科学、环境监测和气候研究具有重要意义。例如，通过分析米氏散射可以了解大气中微粒的分布和变化，这对于空气质量监测和气候模型构建至关重要。而非选择性散射的研究则有助于理解云和雾的形成机制，以及它们对太阳辐射的吸收和反射作用，从而影响地球的能量平衡和气候变化。
米氏散射和非选择性散射是大气光学中的两个基本概念，它们揭示了不同尺度粒子对光的散射机制。欧光科技认为深入理解这两种散射现象，不仅能够增进我们对自然界光传播规律的认识，还能为相关科学研究和应用提供理论基础和技术支持。
-
从毫瓦到兆瓦，激光器的功率边界究竟有多广？
小到手机3D面部识别，大到舰载防空反导、惯性约束聚变，激光器的功率跨度从毫瓦级延伸至兆瓦级，其应用早已渗透到消费电子、医疗健康、工业制造、国防科技等各个核心领域。本文以固态、气态、半导体三大物态激光器为基础，按功率梯度划分五大区间，清晰呈现不同功率段激光器的主流类型、应用原理与典型场景，助力快速定位适配技术路线。
2025-12-25
-
新型片上光学相位调制器问世 破解大规模量子计算扩展瓶颈
具备可扩展平台的光学相位调制器是实现大规模量子计算的核心器件。量子计算机需通过数千乃至数百万个独立通道对每个量子比特进行精准操控，这就要求光学相位调制器同时满足规模化制备与高性能的核心需求。近日，美国科罗拉多大学博尔德分校研究人员与桑迪亚国家实验室合作，成功研制出一款芯片集成式光学相位调制器。该器件在维持高效调制性能的前提下，可实现高光学功率处理，且基于主流互补金属氧化物半导体（CMOS）微电子制造技术制备，为大规模量子计算的工程化实现提供了突破性解决方案。相关研究成果已发表于《自然·通讯》（Nature Communications）期刊。
2025-12-25
-
超材料行业2025年技术突破与市场发展全景分析
超材料作为通过人工设计微纳结构突破天然材料物理极限的功能性复合材料，其超常的电磁、力学、热学等核心性能，推动其成为新材料领域的核心发展方向。2025年，该领域实现多项关键技术突破，AI驱动研发模式革新、第四代产品性能跃升，推动应用场景从国防军工向民用领域广泛延伸。本文基于行业权威数据，系统分析超材料技术发展现状、应用拓展态势及市场增长前景，为行业研究与决策提供参考。
2025-12-25
-
2025中国光学产业重要进展：从技术突围到全球领跑，多赛道构建高质量发展新格局
2025年，中国光学产业正式迈入“技术突破-规模量产-生态协同”的高质量发展新阶段。在国家政策与市场需求的双重驱动下，光子芯片、光学存储、激光装备、卫星间光通信等核心领域实现产业化关键跨越，AI眼镜光学显示、量子光学等新兴赛道加速崛起，产业集群效应凸显，不仅推动国内市场规模持续扩容，更在全球竞争中确立了“中国坐标”。从无锡的光子芯片生产线到武汉光谷的激光云平台，从低轨卫星的激光链路到消费端的AI眼镜光波导，中国光学正以全链条创新能力，重塑全球光电产业格局。
2025-12-24
