【摘 要】
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海洋激光雷达是探测海洋的重要手段之一。基于受激布里渊散射（Stimulated Brillouin Scattering,SBS）的激光雷达技术利用光散射信号进行海洋遥感,结合了非线性光学与激光雷达的优点,相比于传统激光雷达具有脉冲压缩、反隐身等优点。开展激光器参数与水体参数等因素对受激布里渊散射激光雷达探测性能影响的研究,对提高受激布里渊散射激光雷达的探测范围具有重要意义。激光雷达的探测性能与光
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海洋激光雷达是探测海洋的重要手段之一。基于受激布里渊散射（Stimulated Brillouin Scattering,SBS）的激光雷达技术利用光散射信号进行海洋遥感,结合了非线性光学与激光雷达的优点,相比于传统激光雷达具有脉冲压缩、反隐身等优点。开展激光器参数与水体参数等因素对受激布里渊散射激光雷达探测性能影响的研究,对提高受激布里渊散射激光雷达的探测范围具有重要意义。激光雷达的探测性能与光束在水中的传输情况紧密相关。本文基于蒙特卡洛方法建立了光子的水中传输模型,使用Matlab软件模拟研究了不同激光器参数与水体参数对高斯光束水中传输特性的影响,得到了激光初始发散角、激光波长、衰减系数、海水单次反照率及叶绿素a浓度五种因素对高斯光束传输特性的影响规律。在高斯光束水中传输特性的研究基础上,本文提出将受激布里渊散射阈值理论与光束峰值功率密度水中衰减变化相结合的方法,实现了海域环境、激光波长、海水单次反照率及水体衰减系数四种因素对受激布里渊散射激光雷达系统初始能量与探测距离影响的仿真研究。研究结果表明:相较于405 nm与470 nm,以532nm激光为光源的受激布里渊散射激光雷达系统探测距离最远。受激布里渊散射激光雷达系统所需初始能量随探测距离呈指数增长,水体衰减作用越强,增长越明显。衰减系数相同时,海水单次反照率越大,激光雷达探测距离越长,且系统所需初始能量越低。研究结果对受激布里渊散射激光雷达水中探测性能的提高具有重要意义。
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