[发明专利]一种单粒子Mie散射特性的计算机绘图器及绘图方法

权利要求书

1.一种单粒子Mie散射特性的计算机绘图器，其特征在于，包括：

处理模块，所述处理模块将所述Mie散射公式中的复杂函数进行处理，并表达为计算机可以处理的迭代函数形式；

绘图模块，所述绘图模块根据所述处理模块输送的处理后的迭代函数形式进行绘图；

存储模块，所述存储模块将所述绘图模块的绘图进行存储；

输出模块，所述输出模块根据所述存储模块的绘图，在所述处理模块下发输出指令时进行图像的输出和数据调用。

2.根据权利要求1所述的单粒子Mie散射特性的计算机绘图器，其特征在于，所述处理模块包括计算子模块，以及控制器；

所述计算子模块包括a_n/b_n计算模块以及π_n/τ_n计算模块；

所述a_n/b_n计算模块将复折射系数m、尺度参数α作为输入，进行迭代计算，输出a_n/b_n数组；

并根据关于a_n/b_n的函数关系，计算得到单粒子的消光系数Q_ext、散射系数Q_sca；

所述π_n/τ_n计算模块将复折射系数m、尺度参数α、所述a_n/b_n计算模块输出的a_n/b_n数组、消光系数Q_ext、散射系数Q_sca作为输入，结合散射角θ，进行迭代计算，输出π_n/τ_n数组，并根据散射光强函数及相函数关于π_n/τ_n的函数关系，计算、输出单粒子的散射光强函数S、相函数P；

所述控制器与所述计算子模块相连，并对所述计算子模块进行指令输入和输出。

3.根据权利要求2所述的单粒子Mie散射特性的计算机绘图器，其特征在于，所述散射角θ的取值范围为0～180°。

4.根据权利要求2所述的单粒子Mie散射特性的计算机绘图器，其特征在于，所述尺度参数α包括α<3的细模态和α≥3的粗模态。

5.根据权利要求4所述的单粒子Mie散射特性的计算机绘图器，其特征在于，所述控制器判断所述尺度参数α是α<3的细模态还是α≥3的粗模态，并根据不同的尺度参数α对所述计算子模块进行指令输入调用不同的算法计算a_n/b_n数组。

6.一种单粒子Mie散射特性的计算机绘图器的绘图方法，其特征在于，包括步骤：

将所述Mie散射公式中的复杂函数进行处理，并表达为计算机可以处理的迭代函数形式；

根据所述处理后的迭代函数形式进行绘图；

将所述绘图进行存储；

根据所述存储的绘图，在下发输出指令时进行图像的输出和数据调用。

7.根据权利要求6所述的单粒子Mie散射特性的计算机绘图器的绘图方法，其特征在于，所述步骤：将所述Mie散射公式中的复杂函数进行处理，并表达为计算机可以处理的迭代函数形式，具体为：

将复折射系数m、尺度参数α作为输入，进行迭代计算，输出a_n/b_n数组；

并根据关于a_n/b_n的函数关系，计算得到单粒子的消光系数Q_ext、散射系数Q_sca；

将复折射系数m、尺度参数α、a_n/b_n数组、消光系数Q_ext、散射系数Q_sca作为输入，结合散射角θ，进行迭代计算，输出π_n/τ_n数组，并根据散射光强函数及相函数关于π_n/τ_n的函数关系，计算、输出单粒子的散射光强函数S、相函数P。

8.根据权利要求7所述的单粒子Mie散射特性的计算机绘图器的绘图方法，其特征在于，所述散射角θ的取值范围为0～180°。