微藻生长相关辐射特性的时间标度行为

微藻的辐射特性是分析光生物反应器（PBR）内光场分布的基本参数。随着微藻细胞的生长，由于其色素与脂质的积累、细胞分裂及代谢，其辐射特性会随生长时间而变化。本工作中，我们报道了微藻细胞悬浮液生长相关辐射特性具有时间标度行为的实验与理论证据。引入了一个新概念——时间标度函数（TSF），定义为生长阶段吸收或散射截面与稳定阶段相应截面之比，用以表征该时间标度。我们在 380 至 850 nm 光谱范围内实验研究了三种微藻（普通小球藻 Chlorella vulgaris、蛋白核小球藻 Chlorella pyrenoidosa 和原壳小球藻 Chlorella protothecoides）的吸收与散射截面的时间演化及时间标度特征。结果表明，不同微藻物种的吸收与散射截面 TSF 在不同波长下近似为常数，这与理论预测吻合良好。借助该时间标度关系，可基于稳定阶段测得的辐射特性计算出任意生长时刻微藻的辐射特性。本工作发现有助于理解微藻的时间相关辐射特性，并促进其在 PBR 设计中光场分析的应用。