水下非均匀光场光源波长特性研究

发布时间：2021-04-04 12:30

　　我国海域辽阔,油气资源丰富,水下石油管线大部分在大陆架浑水区。20世纪应用于水下的普通照明光和激光都属于均匀光照明,它们在近距离范围内照射,散射粒子会产生严重的后向散射噪声,影响了图像清晰度,限制了探测距离。因此发展浑水中的观察技术,已经成为海洋开发技术中的重要环节之一。目前国内外在解决水下观察问题时采用激光水下成像技术,为了消除散射光的背景噪声,以提高成像距离和成像质量,一般采用散射光依靠时间分离的距离选通和散射光依靠空间分离的同步扫描的两种基本方法。虽然在一定程度上有效的减小了后向散射光的影响,但是存在盲区大、景深小及设备体积、重量、耗电量大的缺点。而最新提出的非均匀光场理论及集束光源水下目标图像探测系统能够在水下有效的降低后向散射光的影响,提高成像距离和效果。本文基于光在水下的传输特性以及非均匀光场理论进一步探讨在高浑浊度的水质条件下,采用不同波长的集束光源进行照明,对系统成像效果和作用距离的影响,通过理论计算和水池实验表明,在浑浊水质下,各种集束光的探测距离差别不大,因此该水质对光的散射效应远远大于吸收效应,光源的波长对成像效果影响不大。这对今后集束光源进行浑浊水下探测时系统光... 

【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

蒸馏水在可见光谱区域中的体积衰减系数α和衰减长度L

无线电波、红外、可见光、紫外和X射线在海水中的衰减曲线

4图1-3 水中光波传输衰减曲线考虑一个窄的准直光束（如平行光线），如果光子被吸收或者被散射到光束以外，则光被衰减或从光束中消失。单色光束的辐照度或照度 E 可用简单的指数方程描述：/0 0( )l l LlE l E E e E e α = = = 式（1-1）式中 E (l )为与辐照度为0E 的参考点相距为 l 处的辐照度；α 为体积衰减系数，它是波长的函数； L = 1/ α( λ )（衰减长度）；e为自然对数的底（2.718）。式（1-1）说明吸收和散射的效应是等同的，但必须强调指出，该方程只能用于单色的、非散射的和准直的光束。体积衰减系数的单位是长度的倒数，在米单位制中是 1/米，即米－1，有时用α 的倒数比较方便

【参考文献】：
期刊论文
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[4]机载蓝绿激光水下目标探测技术的现状及前景[J]. 杨华勇,梁永辉.  光机电信息. 2003(12)
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硕士论文
[1]水下激光同轴同步扫描成像系统[D]. 孙骁禾.中国海洋大学 2005



本文编号：3118034