不同鹽度的模擬海水受激布里淵散射閾值研究.pdf

1、隨著海洋開發(fā)的不斷深入,對(duì)海洋探測技術(shù)的要求亦日益嚴(yán)苛。受激布里淵散射探測技術(shù)因其高信噪比和信號(hào)光的相位共軛特性，在海洋探測領(lǐng)域并顯示出該探測方法的優(yōu)越性。閾值是受激布里淵散射的一個(gè)重要參數(shù),但是一直以來對(duì)其只簡單定義為：當(dāng)散射能量占激光能量的2％~5%時(shí)，達(dá)到受激布里淵散射的閾值。對(duì)閾值的模糊定義導(dǎo)致不同的人在同樣的實(shí)驗(yàn)條件下會(huì)得到不同的散射閾值。而有關(guān)海水的受激布里淵散射閾值研究工作未見文獻(xiàn)報(bào)道。
　　本文對(duì)測量受激布里淵散射

2、閾值的幾種方法進(jìn)行了比較分析，優(yōu)選了一種基于介質(zhì)衰減系數(shù)變化的方法測量受激布里淵散射閾值。這種方法的原理是：單色性好的激光在介質(zhì)中產(chǎn)生受激布里淵散射所需的能量是固定的。單縱模窄帶脈沖激光具有良好的單色性，當(dāng)入射介質(zhì)的激光能量達(dá)到某個(gè)值時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生后向受激布里淵散射。由于散射使得透過介質(zhì)的激光能量減小，即當(dāng)入射激光能量大于某個(gè)值時(shí)，介質(zhì)對(duì)窄帶激光的衰減系數(shù)驟然增大，可見，受激布里淵散射具有明顯的閾值特性。而寬帶脈沖激光是由多個(gè)單模組成，這

3、些單模并不是固定的，而是在脈寬范圍內(nèi)變化，使得寬帶激光內(nèi)的各個(gè)單模產(chǎn)生競爭，而每個(gè)單模持續(xù)的時(shí)間很短，導(dǎo)致各個(gè)單模分到的激光能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到其產(chǎn)生受激布里淵散射閾值的強(qiáng)度。這使得透過介質(zhì)的寬帶脈沖激光損耗不大，即介質(zhì)衰減系數(shù)不隨入射激光能量的變化而變化。將介質(zhì)對(duì)兩個(gè)模式下激光的衰減系數(shù)以曲線的形式進(jìn)行比較，會(huì)發(fā)現(xiàn)兩條曲線會(huì)在某處分離，該分離點(diǎn)即受激布里淵散射閾值點(diǎn)。
　　本文研究了寬帶和窄帶模式下的激光在不同水槽長度，不同鹽度的模擬

4、海水傳輸時(shí)的衰減系數(shù)變化情況，通過對(duì)比分析寬帶模式激光的衰減系數(shù)曲線和窄帶模式激光衰減系數(shù)曲線，兩曲線分離點(diǎn)確定受激布里淵散射閾值；分析了鹽度和水槽長度對(duì)受激布里淵散射閾值的影響。在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件下進(jìn)行了水槽長度為0.8米，1.0米，1.2米，1.6米，含鹽量為10‰，20‰，30‰，35‰，40‰的受激布里淵散射閾值的實(shí)驗(yàn)，并將所得結(jié)果與純水中的受激布里淵散射閾值進(jìn)行比較。純水中的受激布里淵散射閾值隨著水槽長度的增大而減??；在相同鹽度