海水中不同盐分对激光衰减特性的影响.pdf

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1、THEINFLUENCEOFDIFFERENTSEAll7耽订ERSAl月SoNLASERATTENUATIoNCI-IARACTERISTICSADissertationSubmittedtotheGraduateSchoolofHenanNormalUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByYangShaogeSupervisor：PengYufengMay,2014摘要从卫星图上

2、看，我们的家园地球是一个蓝色的星球，可见海洋的面积占地球的大多部分并且对我们人类的生存和发展有这非常大的影响。海洋中有丰富多彩的生物资源，几乎有地球上所有的矿产资源，还有地球上没有的珍贵资源。为了让这些丰富的资源得到开发利用，人们从很早就开始进行水下捕捞、水下探测和水下通信等活动，目前应用最广的就是利用声波进行水下探测以及水下通信。但声波有很多缺点比如传播速率较低、带宽较窄、受环境影响较大。而光波在海水介质中的传播时有很多优点，光波的传输速度非常快；光波的波长较短，频率较高，有非常强的信息承载能力；光波的抗干扰能力很强

3、，受环境影响较小。相比于普通光源，激光有单色性好、相干性好、方向性好和高亮度的特点，所以激光成为研究水下通信和水下探测时所用光源的最佳选择。由于海水的成分比较复杂，有很多的浮游生物、悬浮粒子、有机物质和一些无机盐，并且海水的不均匀性，这使得海水对激光的衰减特别严重，在研究激光水下探测和通信方面困难重重。所以对激光的水下衰减特性进行研究有着非常重要的意义。本文从海水的主要成分和光学性质出发，研究了海水中的不同盐分对激光的包括吸收和散射在内的一些衰减特性的影响。人工海水配方中主要的盐分有NaCl、KCl、MgS04、MgC

4、l2、CaCl2、NaHC03等这些无机盐。本文根据前人的理论，对海水中的不同盐分对激光的衰减特性进行了归纳和总结，特别是对激光在海水中的散射和吸收特性做了详细的介绍和推导。通过比较在研究激光水下衰减特性时的常用的方法：分析法、实验法和蒙特卡罗数值模拟方法，本着理论联系实践的原则，选择了的实验法。通过搭建实验平台，配比无机盐溶液来模拟海水，分别测量了海水的主要盐分、海水主要盐分的浓度以及激光的波长对激光的衰减特性的影响。对测量的数据进行了数据整理和比较分析并得出结论。这些数据和结论为以后激光水下衰减特性的研究提供了一定

5、的理论和实验依据。关键词：海水，海水的盐分，激光，衰减特性ABSTRACTJudgingfromsatelliteimagery,ourhome-theEarthisablueplanet．Obviously,theseaareaaccountedformostpartoftheearthandithasabigimpactonourhumansurvivalanddevelopment．Theoceanhasarichbiologicalresources，almostallmineralresourcesonthe

6、earthandcontainthepreciousresourceswhichdon’texistontheearth．Tomaketheserichresourcesdevelopmentandutilization，peoplebeganmanyunderwateractivitieslongago，asforunderwaterfishing，underwaterexplorationandunderwatercommunications．Currentlythewidelymethodusedonunderw

7、aterdetectionandunderwatercommunicationistheuseofsoundwaves．Buttherearemanydrawbacksofthesoundwavesmethod，suchaslowacousticpropagationrate，narrowbandwidth，greaterenvironmentalinfluences。Theopticalwave’Shasmanyadvantagesintheunderwaterpropagation：it’Sspeedinseawa

8、terisveryfast；opticalwavehasshorterwavelengths，higherfrequenciesandverystronginformation-·carryingcapacity；opticalwavehasstronganti-·interferenceabilityandlessaffecte