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受激布里渊散射雷达系统在海洋环境探测中具有极大的优越性,它需要使用高能量密度与窄线宽的激光,这样的激光在水中传输时会激发受激布里渊散射(SBS)等非线性光学过程,使激光在水中传输的损失非常大,传统的计算激光在水中衰减特性的方法不再适用。
通过以前的实验我们已经发现高能激光在水中的衰减系数不是一个常数,而是与入射激光的能量和线宽有关,随着入射激光能量的增大,超过某一定值时,窄带激光对应的衰减系数会超过宽带激光的衰减系数。由于激光雷达只有能达到长距离探测才有意义,故有必要研究长距离传播时的衰减规律。
本文在阐述了光散射,布里渊散射特别是受激布里渊散射理论后,简单介绍了光在水中衰减的研究发展,最后提出了我们的实验以及实验结果。
本文将在前人工作的基础上,进一步研究高激光能量(高达750mJ)下,窄带激光在水中的衰减变化规律,提出了一种长距离水体中衰减系数的模拟方法,根据这种方法可以模拟出同一探测深度下不同入射激光功率返回的光子数和同一激光功率下不同探测深度返回的光子数。这对于布里渊激光雷达具有重要的指导意义。