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基于受激布里渊散射的温跃层探测研究

作　者: 陈蔚
导　师: 何兴道
学　校: 南昌航空大学
专　业: 光学工程
关键词: 温跃层受激布里渊散射（SBS）温度线宽 SBS增益系数
分类号: TN247
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

温跃层是一个重要的海洋现象，它会影响海水温度、盐度、密度的纵向分布，从而影响海洋资源的分布和信号（声呐和光等信号）在海洋中的传播，因此，温跃层的研究对于海洋资源的探测开发、海上国防研究以及气候研究具有极其深远的意义。本文主要围绕介质温度对受激布里渊散射（Stimulated Brillouin Scattering,SBS）特性的影响做了相关研究，包括阈值、增益系数、线宽等；然后基于受激布里渊散射（SBS）的温度依赖特性，实验测量了水中的温度跃层。本文先对变温条件下的受激布里渊散射（SBS）增益系数的特性做出了一些分析。实验选用纯水作为实验介质，通过测量宽带和窄带激光在实验水槽中不同水温下的衰减系数来研究水温对受激布里渊散射（SBS）阈值及增益系数的影响，并进行了相关的理论分析。提出了一种测量受激布里渊散射（SBS）增益系数的新方法。实验结果表明，受激布里渊散射（SBS）增益系数受介质温度变化影响很明显，随着温度的升高，增益系数呈现指数上升趋势。基于受激布里渊散射（SBS）的温度依赖特性，实验测量了水中的温度跃层。在实验室中用一个特制水槽来模拟出一个温跃层现象，采用受激布里渊散射（SBS）方法来测量实验模拟温跃层温度分布，通过分析温度分布情况来研究温跃层的基本特性。实验结果可以很好的反映出温跃层的温度分布，得出了温跃层的分规律。在实验测量的基础上，我们又通过对热传导方程在特殊条件下的模拟分析，总结了温跃层的时间分布特性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第1章绪论  9-14
  1.1 研究背景  9-11
  1.2 研究状况  11-13
    1.2.1 国外的研究状况  11-12
    1.2.2 国内的研究状况  12-13
  1.3 研究内容及创新点  13-14
第2章光散射、布里渊散射理论描述  14-32
  2.1 光散射  14-19
    2.1.1 光散射产生原因  14-15
    2.1.2 光散射的分类  15-17
    2.1.3 光的自发和受激散射  17-19
    2.1.4 水中典型的光散射谱  19
  2.2 布里渊散射  19-32
    2.2.1 自发布里渊散射  20-23
    2.2.2 受激布里渊散射  23-32
      2.2.2.1 受激布里渊散射产生机理  23-25
      2.2.2.2 受激布里渊散射理论方程  25-29
      2.2.2.3 一维受激布里渊散射简化模型求解  29-32
第3章变温条件下受激布里渊散射增益系数的实验测量  32-38
  3.1 引言  32
  3.2 理论分析  32-33
  3.3 实验方案  33-34
  3.4 实验结果分析  34-37
  3.5 结论  37-38
第4章温跃层的实验探测研究  38-52
  4.1 温跃层的基本概况  38-40
    4.1.1 温跃层的形成  38-39
    4.1.2 温跃层的判定标准  39-40
  4.2 实验方案  40-43
    4.2.1 实验装置及原理  40-41
    4.2.2 温跃层的实验室建立方法  41-43
  4.3 实验结果与分析  43-51
    4.3.1 受激布里渊散射线宽计算  43-44
    4.3.2 受激布里渊散射线宽与温度的依赖关系  44-47
    4.3.3 实验所测得的温跃层温度分布  47-48
    4.3.4 温跃层的实验模拟与分析  48-51
  4.5 总结  51-52
第5章总结与展望  52-54
  5.1 论文总结  52-53
  5.2 工作展望  53-54
参考文献  54-58
读研期间参与课题和发表论文情况  58-59
致谢  59-60

基于受激布里渊散射的温跃层探测研究

内容摘要

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