海洋湍流中慧差光束传输特性及扩展物体漫反射光成像的研究

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1、１３６Ｏ４３６单位代码：０６＿分类号：Ｊ２０１５０９０５００３：密级：ｋ公开学号丨ｉｆ範七＃硕士学位论文中文论文题目：海洋湍流中慧差光束传输特性及扩展物体漫反射光成像的研究＿英文论文题目：Ｓｔｕｄｙｏｎｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｏｍａｂｅａｍｓａｎｄｔｈｅｉｍａｇｉｎｇｏｆｄｉｆｆｕｓｅｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｌｉｇｈｔｏｆｅｘｔｅｎｄｅｄｏｂｊｅｃｔｉｎｏｃｅａｎｉｃｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ论文作者：罗燏娟指导教师

2、：季小玲教授专业名称：光学研究方向：激光传输与控制所在学院：物理与电子工程学院２０１８年６８曰论文提交日期：月日２０１８年５２４日论文答辩日期：月四川师范大学学位论文独创性声明本人声明：所呈交学位论文海洋湍流中慧差光束的传输特性及扩展物体漫反射光成像的研究，是本人在导师季小玲教授指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法

3、律结果由本人承担。一本人承诺：已提交的学位论文电子版与论文纸本的内容致。如因不符而引起的学术声誉上的损失由本人自负。学位论文作者：签字日期年（月！日学位论文出版授权书本人完全同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》“”（以下简称章程），愿意将本人的硕士学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社在《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》中全文发表。《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》可以以电子、网络及其他数字媒体形式公开出版，并同意编入ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》，在《中国

4、博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播“”，同意按章程规定享受相关权益。作者签名：罗墻ｋ％』」！年■—ＬｌＸ日论文题目：Ｈ海鑫铨荃尨Ｍ确昏私汝叙劣破十毕业院校：四川师范大学毕业年份＝２０１８年６圬所在学院：学专业：物嫂毛表所＞矣｜。（）志社保存：由国期刊光盘版电杂说明本授权书中学术子－－６２０６９１１１４１９５１６２７３１７６７９３：００６２７９８电：００６２７９１９传联系话翼－１０００８４通：８４４８编中心邮编：地址北清华大学邮局信箱采信京摘要海洋湍流中

5、慧差光束传输特性及扩展物体漫反射光成像的研究光学专业研究生：罗燏娟指导老师：季小玲摘要：随着水下激光技术应用的发展，研究激光在海洋中的传输特性以及成像问题具有重要意义。激光在产生和传输过程中，会产生像差。像差会降低激光光束质量，常见像差有球差、慧差和像散等等。相较于球差和像散对于光束传输特性影响的研究，慧差对光束影响的研究非常少。因此，研究海洋湍流中慧差光束传输特性（如光强闪烁、束宽、能量Strehl比和参数等）具有非常重要的意义。另一方面，激光照明目标产生漫反射回光成像是图像传输非常关注的问题之一，深入研究海洋湍

6、流对漫反射光成像的影响显得尤为重要。本学位论文主要采用自行编制的数值模拟仿真程序展开了以下三个方面的研究工作：1、研究慧差光束通过海洋湍流的传输特性。本论文将采用二阶矩束宽、能量Strehl比、参数作为研究慧差光束通过海洋湍流传输特性的评价参数。研究发现：海洋湍流将会导致光束的“慧形”分布消失。另外，慧差光束的质心位置与其最大光强位置一般不重合。以“光束质心位置”为中心计算的束宽值比以“最大光强位置”为中心计算的束宽值要小，但其受海洋湍流的影响更大。值得指出的是：以能量Strehl比作为光束质量评价参数时，慧差越厉

7、害，光束能量集中度受海洋湍流的影响越小。然而，以β参数作为评价参数，当慧差系数取某特定值时，光束能量集中度受海洋湍流的影响最大，这种情况在实际应用中应该避免。能量Strehl比与β参数的物理含义不同，即按照给定桶半径内所含能量定义的能量集中度(能量Strehl比)与给定桶中功率百分比定义的能量集中度(β参数)受海洋湍流的影响是不同的，这在实际应用中值得特别关注。2、研究慧差对光束通过海洋湍流传输光强孔径闪烁的影响。研究发现：在弱海洋湍流中，慧差可以有效抑制光强孔径闪烁，并且光强孔径闪烁随慧差系数的增大而减小。然而，在

8、中、强海洋湍流中，慧差对光强孔径闪烁的影响可以忽略，并且强海洋湍流中光强孔径闪烁还会出现饱和现象。此外，研究还发现：在海洋湍流中，盐度起伏占主导地位时引起的光强孔径闪烁比温度起伏占主导地位时引起的光强孔径闪烁要强。值得指出的是：对于慧差高斯光束，光强孔径闪烁与点I四川师范大学硕士学位论文闪烁明显不同，在实际应用中孔径闪烁较点闪烁更适合用于描述光