[发明专利]散射光学计算方法、装置、计算机设备及存储介质

说明书

本发明涉及散射光学技术领域，公开了一种散射光学计算方法、装置、计算机设备及存储介质。方法包括：对样品膜的粒子平均直径、体积分数和样本厚度进行初始随机训练，得到样品膜的散射颗粒部分的厚度分布；对厚度分布进行傅里叶变换，得到相应的空间频谱，并对空间频谱进行正态分布统计拟合，得到所述空间频谱的正态分布的标准差和振幅；根据空间频谱的正态分布的标准差和振幅，计算厚度分布的标准偏差；根据厚度分布的标准偏差和预设相位扰动计算公式，计算入射光线穿过样品膜时所引起的相位扰动的标准偏差；根据相位扰动的标准偏差，计算入射光线的非散射光转换率。本申请基于相位扰动的算法，简化入射光线在散射材料的传播过程，提升计算效率。

技术领域

本发明涉及散射光学技术领域，尤其涉及一种散射光学计算方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

随着各种功能性材料的研究与开发的进步，具有特殊性能的散射薄膜材料及其制作的薄膜器件等已经渗透到医疗诊断、工业生产、生物工程、照明工程和环境保护等各个领域。为了更好的优化散射材料的光学性能，合适的算法模型是十分必要的。

目前，现有技术中透过型散射材料的光学算法模型中常用的是有限差分时域(FDTD)法以及光线追迹法。但基于FDTD的算法通常是针对微纳米尺度的器件进行计算，所以往往计算过程复杂且耗时较长，另一方面，基于蒙特卡洛原理的光线追迹法通常用于几何尺度的器件且需要较高的精度时也很费时。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种散射光学计算方法、装置、计算机设备及存储介质。

本发明提供如下技术方案：

第一方面，本公开实施例中提供了一种散射光学计算方法，所述方法包括：

对样品膜的粒子平均直径、体积分数和样本厚度进行初始随机训练，得到所述样品膜的散射颗粒部分的厚度分布；

对所述厚度分布进行傅里叶变换，得到相应的空间频谱，并对所述空间频谱进行正态分布统计拟合，得到所述空间频谱的正态分布的标准差和振幅；

根据所述空间频谱的正态分布的标准差和振幅，计算所述厚度分布的标准偏差；

根据所述厚度分布的标准偏差和预设相位扰动计算公式，计算入射光线穿过所述样品膜时所引起的相位扰动的标准偏差；

根据所述相位扰动的标准偏差，计算所述入射光线的非散射光转换率。

进一步地，所述对样品膜的粒子直径、体积分数和样本厚度进行初始随机训练，得到所述样品膜的散射颗粒部分的厚度分布，包括：

当所述入射光线通过所述样品膜时，设定所述粒子平均直径为d的散射颗粒的厚度分布被一个高斯半径为d的高斯矩阵取代；

当所述入射光线通过所述样品膜的散射颗粒时，随机排列的若干个叠加图像被确定为所述样品膜的散射颗粒部分的厚度分布。

进一步地，所述对所述空间频谱进行正态分布统计拟合，得到所述空间频谱的正态分布的标准差，包括：

所述空间频谱的正态分布的标准差的计算公式为：

其中，σ_ω为所述空间频谱的正态分布的标准差，d为所述散射颗粒的粒子平均直径。

进一步地，所述对所述空间频谱进行正态分布统计拟合，得到所述空间频谱的正态分布的振幅，包括：

所述空间频谱的正态分布的振幅的计算公式为：