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文檔簡介
1、二十一世紀是海洋的世紀,海洋經濟在很多國家的經濟中所占的比重越來越大。然而,我國的海洋災害頻發(fā),造成巨大的生命財產損失。做好海洋災害預警工作可以有效地促進國家的經濟發(fā)展和保障人民的生命財產安全。 本文依托于國家科技部國際科技合作計劃項目“基于激光干涉原理的海洋災害預警系統(tǒng)”(課題編號:2008DFR20230)。首先總結了我國海洋動力災害的現(xiàn)狀和世界各國使用的地球動力學檢測技術;然后介紹了項目中所使用激光干涉測量裝置,及其所獲
2、得的干涉圖像的處理辦法;最后以俄方建成的兩個相距250公里的實驗站為依托,完成了關于地球動力和地殼微形變之間關系的實驗研究,并對實驗數據進行了分析,得出了相關的結論。 本文創(chuàng)新性的提出了采用激光干涉技術來測量海洋動力災害所引起的地殼的微小形變。采用的激光干涉測量裝置的位移測量精度可達到10-11m,能夠檢測頻率從0Hz開始的地殼振動,具有良好的低頻響應特性,對地殼常見的低頻振動具有良好的響應,這些特性是其它地球動力學檢測方法所
3、不具備的。 本文的主要工作如下: 1、檢測裝置的測量精度和穩(wěn)定度完全取決于激光源的頻率穩(wěn)定性及其相干性,因此,選擇頻率非常穩(wěn)定He-Ne激光器作為測量裝置的光源,能夠保證光束在長光程上同樣具有非常好的相干特性。在光信號傳輸過程中采用增壓光束導管,將光信號受傳播噪聲的影響降到最小。 2、在干涉儀的設計上,為了增加系統(tǒng)的靈敏度,采用了臂長為52.5m的邁克爾遜激光干涉儀。干涉儀的動鏡是激光干涉儀中唯一不斷運動的
4、部件,其在運動過程中的平穩(wěn)性保證干涉圖像和復原光譜的質量。采用準貓眼動鏡有效克服了動鏡傾斜帶來的對光譜質量的影響,并在文中分析了準貓眼動鏡的工作原理,同時給出了準貓眼動鏡的選擇原則。激光干涉儀參考臂由具有調制和補償功能的雙PZT組構成,分析了雙PZT組的最佳組合方式,及其在調制信號和反饋補償信號作用下對干涉測量儀光程差的改變情況。上述這些方法最終解決了激光干涉儀測量低頻微小振動中的關鍵技術問題。 3、我們通過使用間隔布置的激光
5、干涉儀進行測量,發(fā)現(xiàn)了海洋內波和表面波可以造成地殼水平方向上的微應變。同時,我們從實驗角度揭示了采用激光干涉儀測量地震先兆的可能性。 4、研究了水聲波到聲震波的轉換。當水聲源在巖基或斜坡后面時,地震波信號就會被不同的低頻信號調制。在深?;驕\海里安置低頻水聲源,通過激光干涉儀接收到的水聲振蕩波信號的變化,發(fā)現(xiàn)了水聲波以接近臨界角的方式作用在海底,并且最終轉變?yōu)榈卣鹇暡ā?5、證實了海洋內波能量不轉換為小規(guī)模湍流能量,而
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