基于双高斯—谢尔模涡旋光束干涉的尾流湍流场探测

发布时间：2023-12-13 19:55

　　随着海洋资源的开发与利用日渐成为人们所关注的领域,进行海洋环境监测来保证相关核心利益的安全成为了海洋安全领域的一项重要课题。水下湍流场探测是海洋环境监测中的重要部分,水体中的温度分布、盐度分布和流速场分布均会形成强度分布各异的湍流场,而各类水下航行物均会对湍流场的分布产生不同的影响。对海洋湍流场强度分布的测量,可以实现海洋环境特定目标的监测。本文在传统平面波马赫-曾德尔干涉仪测量海洋湍流折射率结构函数方法的基础上,采用高斯-谢尔模涡旋光束作为测量光束,从光束在不同强度的海洋湍流场中的传输特性、双光束的干涉特性、湍流场探测方法验证和非均匀湍流场测量四个方面展开,进行基于双高斯-谢尔模涡旋光束干涉方法的水下湍流场探测研究。为了获得更大的湍流场强度测量范围,本文选取±1阶高斯-谢尔模涡旋光作为测量光束,利用交叉谱密度方法讨论单光束在均匀湍流场中的传输特性,获得单光束光强分布与湍流场各参量之间的联系,并通过实验验证其光强分布与湍流场强度的关系,进而验证交叉谱密度方法的正确性。根据复相干度方法反演高斯-谢尔模涡旋光的相位,获得不同强度均匀湍流场下双光束干涉强度分布与湍流场各参量之间的联系。考虑到...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状及发展
        1.2.1 水下湍流研究概况
        1.2.2 尾流光学探测研究概况
        1.2.3 水下光传输研究概况
    1.3 国内外综述分析
    1.4 本文主要研究内容
第2章 高斯-谢尔模涡旋光束在水下湍流中的传输特性研究
    2.1 引言
    2.2 +1阶高斯-谢尔模涡旋光束在水下湍流中传输的理论研究
    2.3 +1阶高斯-谢尔模涡旋光束在水下湍流中传输的仿真研究
    2.4 +1阶高斯-谢尔模涡旋光束在水下湍流中的传输实验
    2.5 本章小结
第3章 均匀湍流中高斯-谢尔模涡旋光干涉特性研究
    3.1 引言
    3.2 ±1阶高斯-谢尔模涡旋光束在均匀湍流中的干涉研究
        3.2.1 ±1阶高斯-谢尔模涡旋光束的干涉理论研究
        3.2.2 ±1阶高斯-谢尔模涡旋光束的干涉仿真研究
    3.3 离轴效应对±1阶高斯-谢尔模涡旋光束干涉影响的研究
        3.3.1 离轴效应对±1阶高斯-谢尔模涡旋光束干涉影响的理论分析
        3.3.2 离轴效应对±1阶高斯-谢尔模涡旋光束干涉影响的仿真分析
    3.4 本章小结
第4章 非均匀湍流中高斯-谢尔模涡旋光干涉特性研究
    4.1 引言
    4.2 非均匀湍流双高斯-谢尔模涡旋光干涉仿真分析
    4.3 非均匀湍流双高斯-谢尔模涡旋光干涉测量实验
        4.3.1 单一热源湍流场±1阶高斯-谢尔模涡旋光干涉测量实验
        4.3.2 基于干涉光场统计测量的非均匀湍流场绝对强度分析
        4.3.3 基于干涉条纹旋转特性测量的非均匀湍流场相对强度分析
    4.4 本章小结
第5章 单一热源下的非均匀湍流场特性研究
    5.1 引言
    5.2 非均匀湍流场的空间相关性理论分析
    5.3 单一热源下非均匀湍流场的温差耗散率
    5.4 单一热源下非均匀湍流场的空间相关性实验验证
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3873864