一、液体中He-Ne激光布里渊散射的实验研究（论文文献综述）
尤清扬[1]（2021）在《气/液环境中光热微驱动机构的静态与动态驱动技术研究》文中指出微驱动技术及微驱动机构是微机电系统（MEMS）与微光机电系统（MOEMS）中的关键组成部分,一直以来是该领域的研究热点之一。迄今为止,国内外已研究发展了基于电磁、静电、压电、电热等各类不同机制的微驱动技术,各有其优缺点及适用领域。其中,电热驱动技术及微驱动机构利用流过窄臂和宽臂的电流产生的焦耳热差异实现微驱动（横向偏转）,具有驱动（位移）量大、驱动力强等优点。但是,电热驱动需要引入内置或外接电源及电路,使其整体难以集成化或微小化;同时,电热微驱动中的发热电流,可能对微系统中的微电路或微器件产生电磁干扰;此外,这一驱动技术难以在液体（尤其是导电液体）环境中实现微驱动。为此,本文提出和发展了可同时适用于气体（如空气）与液体（如水）环境的新型光热微驱动技术,在毫瓦级激光照射下即可实现光热微驱动机构（Optothermalmicroactuator,OTMA）的驱动及控制,具有原理新颖、结构简洁、驱动灵活（可实现单向与双向驱动）、无需导线连接、无电磁干扰等特点,克服了电热及其他电驱动技术的局限性,不仅具有重要的科学意义,而且在上述领域具有广阔的实际应用前景。本文的主要研究内容及创新之处包括以下几个方面:开展了空气与液体（水）环境中微纳米尺度光热膨胀机制的理论研究,提出了气/液环境中的静态与动态光热微驱动的新方法及新技术。研究了光与物质作用机制及材料传热、热膨胀机理,研究建立了光热膨胀机制的理论模型,基于有限元分析、热平衡方程、边界条件及偏微分方程求解等,推导出温升、光热膨胀量及其振幅的表达式;通过结构力学分析,得到光热微驱动机构在空气中的光热偏转与膨胀量间的杠杆关系;在此基础上,进一步考虑流体对微驱动机构的阻尼力作用,获得了液体环境中的有阻尼修正的光热偏转量-光热膨胀量关系式,为实现气/液环境中的静态与动态光热微驱动提供了理论基础。在理论研究基础上,首次开展了气/液环境下光热微驱动机构的光热温升、光热膨胀及光热偏转等驱动特性的仿真研究。首先分别对空气与水环境中OTMA的膨胀臂在不同形状/尺寸/功率的激光光斑照射下的二维温升分布进行了仿真;其次,对膨胀臂在激光脉冲照射下的光热膨胀量及其振幅开展了仿真研究;此外,利用多物理场仿真软件Comsol Multiphysics的固体传热、固体力学及层流物理场模块,进一步对OTMA的动态光热偏转运动特性及偏转运动过程中微机构的温度/应力变化、流体域流速/压力变化的规律进行了仿真分析,从而全面系统地研究揭示了不同环境下OTMA的光热特性及微驱动特性。利用AutoCAD与准分子激光微加工系统,设计并微加工制作了以高密度聚乙烯（HDPE）为基材的光热微驱动机构系列。采用248 nm的KrF准分子激光,加工了总长在200～2000μm范围、厚度为20～60 μm的各种OTMA,包括光热膨胀臂、双臂对称型OTMA、双臂非对称型OTMA及开关型OTMA等,实现气/液环境中的光热微驱动。研究建立了气/液两用的光热微驱动的控制与测量系统,可同时适用于气体与液体环境中的光热微驱动控制,并实现光热微驱动特性的显微测量。该系统由OTMA及气/液工作皿、激光驱动控制单元（包括激光控制电路、激光器、分束棱镜、多维调节架）、显微成像模块（包括照明光源、显微物镜、图像传感器）及计算机等部分组成;同时,研究开发了基于亚像素匹配算法的显微运动测量软件,用于测量OTMA的偏转量及光热驱动特性。利用光热微驱动控制与测量系统,开展了OTMA在空气中的静态与动态光热微驱动实验研究,验证了光热驱动的可行性,并获得了优化的控制参数及光热驱动特性。在理论模型的指导下,采用波长650 nm、功率2 mW的激光束照射开关型OTMA的膨胀臂,实现了“开”和“关”的驱动状态,测得的最大偏转量达到15.5 μm;采用功率2.5 mW、频率可调的激光脉冲控制非对称型OTMA,实现了动态光热驱动,测得非对称型OTMA在空气中的最大响应频率约为19.6Hz;同时,采用激光脉冲分别照射对称型OTMA的双臂,实现了双向的动态光热驱动。全面系统地开展了液体（水）环境中OTMA的驱动实验研究,首次实现了液体（水）环境中的静态与动态光热微驱动。采用波长650nm、520nm和450nm的激光分别照射水中的OTMA,均有效地实现了液体环境下的光热驱动,证明了这一技术的可行性;在功率9.9 mW、频率0.9～25.6 Hz的激光脉冲照射下,开展了非对称型OTMA在水中的静态与动态微驱动实验,测得其光热偏转量的振幅为3.9～3.2 μm;采用激光脉冲分别照射对称型OTMA的双臂,实现了OTMA在水中的双向光热驱动;采用最高频率200Hz的高频（相对于几十Hz的微驱动而言）激光脉冲,进一步开展了微驱动机构的高频响应特性研究,测得OTMA在水中的最高响应频率在150～200 Hz之间,与理论模型及仿真结果的趋势相吻合,表明OTMA在水中可实现有效的光热驱动,并且表现出比空气环境中更优越的动态响应特性。最后对本文的研究工作进行了总结和展望。研究结果表明,本文提出和发展的气/液环境中的光热微驱动技术及光热微驱动机构,可在空气与液体（水）环境中实现静态与动态光热微驱动,具有显着的特色与创新,为光热微驱动技术及微驱动机构在MEMS、MOEMS及微纳米技术的广泛领域的应用提供了理论和技术基础。
王敬好[2]（2021）在《多波长涡旋光纤激光器》文中研究表明涡旋光束,指的是一类具有特殊涡旋结构的光场,主要包括矢量涡旋光束以及相位涡旋光束。矢量涡旋光束又被称为柱矢量（cylindrical vector,CV）光束,有着环形的强度分布以及轴对称的偏振分布。它们在强聚焦条件下具有许多特殊的性质,已经在超分辨成像、激光加工、光镊、表面等离子激发等领域获得了广泛研究。相位涡旋光束又被称为轨道角动量（orbital angular momentum,OAM）光束,具有与拓扑荷数l有关的螺旋相位分布且携带OAM,在光学操纵、光通信、传感等领域已经显示出了独特的应用优势。近些年,利用光纤激光器产生CV光束或者OAM光束成为涡旋光束重要的研究方向之一。早期的一些研究通常使用错位耦合光纤结构结合少模布拉格光纤光栅的方案来产生CV光束,由于少模布拉格光纤光栅的窄谱反射特性,这些激光器通常只能实现单个波长的CV光束的输出。最近,有一些研究利用少模长周期光纤光栅以及模式选择耦合器实现了涡旋光束的输出。这些器件展现出了良好的宽谱响应特性,从而使得人们可以利用这些器件实现涡旋光束的宽谱输出。在一些应用中,如光通信以及传感系统,通常希望所使用的光源具有多波长特性。具有多波长特性的涡旋光束在实际应用中将更具有吸引力。目前,利用光纤激光器产生多波长涡旋光束的研究较少,且这些研究所实现的输出波长数量以及调谐范围也都比较有限,因此有必要对多波长涡旋光纤激光器进行进一步研究。本文主要的研究工作如下:1.设计并研究了两种涡旋模式转换器,即角向偏振模式选择器以及高阶OAM模式转换器。角向偏振模式选择器由金属包层光纤构成。由于金属包层对不同偏振的损耗性质,只有角向偏振模式可以低损地穿过这种器件。研究结果表明这种器件在900-1300 nm波长范围内都有着良好的响应。高阶OAM模式转换器由模式选择耦合器以及多模椭圆包层光纤构成。首先利用模式选择耦合器获得高阶LPl1模式,然后将椭圆包层光纤以一定角度级联在模式选择耦合器的多模输出端口,借助椭圆包层光纤的应力双折射在LPl1θ模式以及LPl1-θ模式之间引入合适的相位差,最终可以获得拓扑荷数为±1、±2以及±3的OAM光束的输出。2.利用外部窄线宽布里渊泵浦激发腔内的级联受激布里渊散射,并结合少模长周期光纤光栅宽谱的模式转换,研究中实现了多波长OAM光束的输出。通过优化主泵浦功率、布里渊泵浦功率以及布里渊泵浦波长等参数,实验中获得了多达10个波长的OAM±1光束的输出。通过调节腔内的可调带通滤波器,多波长OAM光束的中心波长可以在1535 nm-1570 nm之间调谐。所产生的多波长OAM光束的纯度高于96%。3.利用光纤马赫-曾德尔干涉仪提供梳状滤波,利用6 km长单模光纤中的非线性效应抑制模式竞争,并结合少模长周期光纤光栅的模式转换,提出了一种能产生多波长CV光束的方法。通过调节马赫-曾德尔梳状滤波器,得到了波长间隔约为0.09 nm、0.11 nm、0.17nm、0.24nm和0.3 nm的多波长激光输出。在足够的泵浦功率下,当波长间隔被调谐至0.09 nm时,激光器实现了多于10个波长的激光运转。通过调节平顶可调带通滤波器,多波长CV光束的中心波长可以在1534.37 nm-1570.06 nm之间连续调谐。4.利用光纤谐振环提供背向散射,利用模式选择耦合器进行腔外的模式转换,构建了一个能够实现CV光束输出的光纤随机激光器。激光器的输出谱呈现出了随机多波长特性以及一定的低时间相干特性。为了验证所设计的激光器在抑制激光散斑方面的有效性,我们测量了单波长的线偏振基模光束、单波长的径向偏振光束以及随机多波长的径向偏振光束经过散射片后的散斑对比度。结果表明,与单波长线偏振基模光束相比,使用单波长径向偏振光时,散斑对比度降低了 21%,而使用随机多波长的径向偏振光时,散斑对比度可以进一步降低16%。本文的主要创新点有:1.提出了一种具有大调谐范围以及输出波长数量的多波长OAM光纤激光器。研究中实现了波长数量高达10个的OAM±1光束的产生,且调谐范围达到了 35nm。据我们所知,所提出的激光器是迄今为止具有最大调谐范围以及最多输出波长的OAM光纤激光器。2.提出了一种中心波长以及波长间隔均可调谐的多波长CV光纤激光器。研究中获得了大于10个波长的CV光束的产生,且多波长CV光束的中心波长可以在1534.37 nm-1570.06 nm之间连续调谐。不仅如此,研究中还实现了波长间隔约为0.09nm、0.11 nm、0.17nm、0.24nm和0.3 nm的多波长CV光束的输出。3.提出了一种产生CV光束的光纤随机激光器。由于激光器的其中一个反馈由光纤谐振环中的背向散射提供,输出的CV光束展现出了随机多波长特性以及一定的低时间相干特性。通过散斑对比度实验,初步验证了这种随机多波长的CV光束在激光散斑抑制方面的有效性。
张好运[3]（2019）在《基于光学频率梳的水体温盐测量方法研究》文中研究指明温盐是评价海洋环境的重要参数,对研究海洋物化性质、环境监测、渔业、勘探、航海、军事等都具有重要的意义。温盐会引起水体群折射率变化,可以通过测量水体群折射率得到相应的温盐值。以温盐测量为目标,高精度水体群折射率测量为手段,本课题提出基于光学频率梳的水体温盐绝对测量方案。与传统方法相比,该方法溯源清晰,精度高、非侵入、响应快,对海洋标准计量研究工作有重要参考意义。首先,对蓝绿光光学频率梳的制备进行研究,为后续水下温盐测量实验提供光源储备。基于非线性偏振旋转锁模原理,设计并搭建出一套1μm的掺Yb光学频率梳,研究了光学频率梳的锁模方式、重复频率锁定方法、被动稳频措施,实现了锁模脉冲输出。对该光源性能参数进行评价,其中心波长为1030nm,倍频后波长为515nm,重复频率为103.6MHz±1MHz,且重复频率锁定时长可达5小时,标准差仅为0.2m Hz。其次,基于光学频率梳的光谱干涉原理,搭建了一套水体群折射率测量实验系统,研究了其测量原理,结果表明该系统对相干长度没有限制。提出全沉浸式热补偿方案,即将迈克尔逊干涉仪置于水槽中,能够消除水缸热膨胀引入的光程误差。测量结果与Harvey公式参考值相比较,偏差仅为3.5×10-5,为后续温盐测量奠定了基础。最后,基于光学频率梳的时域干涉原理,提出了基于双迈克尔逊测量臂热补偿方法的水体温盐测量方案。在此基础上,设计了相关实验及数据处理算法,将实验结果与温盐传感器的参考值比较,温度的最大偏差为0.12 C;0～16‰水体盐度最大偏差为0.06‰,35‰海水平均盐度偏差仅为0.01‰,平均盐度标准差为0.02‰。结果表明,该系统及方案能够实现高精度的温盐测量,验证了系统及方案的准确性与可行性。
王红丽[4]（2019）在《基于SBS的千赫兹级亚纳秒激光脉冲压缩技术研究》文中提出高重频大能量的亚纳秒脉冲激光在多普勒激光测风雷达、空间碎片激光雷达探测、汤姆逊散射诊断、医学激光美容等领域有着重要而广泛的应用。受激布里渊散射（SBS）是一种将纳秒长脉冲压缩至亚纳秒脉冲的简单高效的脉宽压缩技术,该技术与主振荡功率放大（MOPA）技术结合可以解决激光器在高重频、大能量、亚纳秒脉冲和高效率参数方面难以同时兼顾的问题。然而,目前SBS脉冲压缩的工作重复频率局限于200 Hz以下。为了获得k Hz级的亚纳秒脉冲,本论文对高重频SBS脉冲压缩中存在的关键问题开展了系统的实验研究。论文回顾了高重频大能量亚纳秒脉冲激光器的研究概况,详细阐述了SBS脉冲压缩介质、压缩结构及工作重复频率的研究现状,并分析了限制SBS脉冲压缩重复频率提高的问题及原因。首先,阐述了脉冲压缩技术的基本理论。考虑泵浦光场的横向空间分布影响,建立了描述空间二维SBS脉冲压缩过程的瞬态理论数值模型。并建立了考虑介质的电致伸缩效应和热效应过程的受激热布里渊散射（STBS）理论模型和求解介质中温度场分布的重复频率脉冲激光加热介质的三维温度场模型。其次,SBS压缩空间横截面上非均匀脉宽分布的主要原因是泵浦光束的高斯强度分布。为了获得高效率的空间脉宽分布均匀的SBS压缩,提出了两种新方案:光斑截取法和参数优化法,并进行了实验对比,结果表明后者的能量效率明显优于前者。在数值计算不同介质和结构参数下SBS脉冲压缩的基础上,探究了SBS压缩空间脉宽分布的变化规律,依据优化参数开展了相关的实验研究。基于单池结构和紧凑双池结构,分别获得了空间脉宽均匀分布的SBS脉冲压缩并使得能量效率达到80%以上。再次,针对高重频SBS脉冲压缩产生池中聚焦热效应问题,提出了旋转楔板和旋转偏心透镜两种方法,缓解了焦点附近持续的热积累问题。通过对介质池中三维温度场特性的数值计算和SBS脉冲压缩随重频变化规律的实验研究,分析了高重频SBS脉冲压缩的热特性影响,并采用光线追迹法模拟了不同方法中的焦斑光场强度分布。结果表明旋转偏心透镜法中焦斑的彗行像差畸变明显小于旋转楔板法。旋转偏心透镜法不仅可补偿SBS聚焦热效应引起的光斑畸变而且能显着提高SBS能量反射率,是一种有效缓解k Hz级SBS脉冲压缩聚焦热效应的新途径。在缓解了聚焦热效应的基础上,通过研究高重频激光在放大池中传输的光束强度分布和光斑干涉条纹,分析了高重频SBS脉冲压缩光斑质量变差的主要原因是放大池中存在自散焦、热斑和热对流等过程。通过采用高粘度系数和高沸点的HT270液体介质,不仅缓解了放大池中的热对流和热斑过程,而且抑制了产生池中最高温度超过沸点时引起的光斑抖动现象。随后实验探究了SBS脉冲压缩随粘度系数、焦斑旋转、透镜焦距及重复频率的影响规律。结果表明,高粘度系数介质HT270适用于重复频率k Hz级的SBS脉冲压缩,而低粘度系数介质HT110仅适用于重复频率低于200 Hz的SBS脉冲压缩。基于HT270介质,50 m J@1 k Hz泵浦条件下获得了脉宽820 ps,能量效率52.2%的SBS压缩脉冲。最后,针对高稳定性二极管泵浦固态激光技术在激光雷达领域的潜在需求,本论文采用高热导率石英晶体以解决液体介质粘度系数随温度变化敏感而致使SBS输出不稳定的问题。实验研究了不同结构下高重频SBS脉冲压缩的变化规律;并对比了液体介质和固体介质中高重频SBS脉冲压缩的能量和脉宽稳定性变化规律。结果表明50 m J@1 k Hz泵浦条件下,熔融石英介质的SBS能量相对标准偏差比HT270液态介质降低了55%。基于熔融石英介质,获得了1 k Hz重复频率下稳定输出的亚纳秒压缩脉冲。
商景诚[5]（2019）在《基于SRBS的气体压强及体黏滞系数测量》文中提出瑞利-布里渊散射的散射截面比拉曼散射的散射截面大约50倍,其在对流层大气参数（温度、压强、风速）测量等方面具有独特的优势,同时利用瑞利-布里渊散射实现恶劣环境（高温、高压）下气体参数的准确测量对于航天飞机主引擎状态的监测和超燃发动机燃烧室参数测量方面具有重要意义。本文基于Tenti S6模型利用卷积方法和优化后的反卷积方法,分别仿真探究了利用自发瑞利-布里渊散射（SRBS）测量不同气体压强及体黏滞系数相关的各参数误差或不确定度对参数测量准确性的影响并对影响程度进行量化表示,为参数的准确测量和实验数据的分析提供指导。考虑到实际环境特点,本文在已搭建的SRBS探测系统中引入了气溶胶发生装置。基于Tenti S6模型和在不同实验条件下测量的N2、O2、CO2及空气的高信噪比SRBS光谱,分别利用卷积和反卷积方法实现相应条件下气体压强的测量。测量压强的拟合结果表明,在较低压力（<2 bar）下,由卷积方法反演得到的压强要小于实际值,反卷积方法反演得到的压强要大于实际值,反卷积方法的压强反演精度要优于卷积方法;但是在较高压力（≥2 bar）下,结果相反。该结果与仿真分析一致,表明反卷积方法在低压环境下的气体参数测量具有一定的优势。而且压强反演结果表明,米散射的存在在一定程度上会影响压强测量精度,而且相对强度越强这种影响越明显。同时,利用卷积方法测量了各气体在温度为278.0-308.0 K、压强为4-7 bar下的体黏滞系数值,获得各自的体黏滞系数与温度之间函数关系,同时将测量的体黏滞系数值与文献报道值进行对比,对其中的误差进行分析。经比较发现,虽然本文得到的测量结果与报道值存在一定的差异,但是仍能够实现理论光谱与测量光谱较好匹配。造成测量结果存在明显差异的原因包括各相关参数的误差、测量的统计误差、甚至是理论模型自身的缺陷。同时,将不同温度下CO2体黏滞系数与温度的函数关系预测的体黏滞系数值作为Tenti S6模型的已知参数对测量1-6 bar下CO2的自发瑞利-布里渊散射光谱拟合并反演温度,其反演温度误差小于1.5 K,表明所得函数不仅适用于较高的压力条件（≥4bar）而且在较小压力（<4 bar）时同样有效。
王志洋[6]（2018）在《海水声速量传溯源扁平化测量方法研究》文中提出海水声速在海洋中有着广泛且重要的应用,在一定程度上声速之于海洋恰如光速之于大气,海水声速是认识海洋的重要物理参数。目前基于传统直接法的海水声速测量精度一般处于数cm/s的水平,而且误差分析缺少溯源性依据,其主要原因在于没有实现海水声速的溯源性扁平化测量,即计量缺失,所以实现海水声速的溯源扁平化测量即计量势在必行。国家海洋计量“十三五”规划明确提出,研制基于直接测量法的海水声速计量装置是海洋计量标准装置研究的重点方向。实现海水声速量传溯源扁平化测量,所采用的测量方法至少需具有两方面特点,一是设计的测量原理对于测量结果的误差引入可控,在测量原理上应尽量减少引入测量结果误差的固有因素;二是与实验结果相关的物理参数测量应尽量准确,从而保障测量结果的准确性。光学频率梳在时域上表现为周期性等间隔超短脉冲序列,在频域上表现为等间隔频率谱线,重复频率可锁定到微波频标,通过光学频率梳相关物理特性的变化,获取声波飞行时间与飞行距离从而获取海水声速,可满足量传溯源扁平化测量的相关要求。本文在总结前人关于利用直接法测量海水声速的基础上,提出了一种基于光学频率梳干涉仪结合声光效应的海水声速直接测量新方法,通过光学频率梳相关物理特性的变化获取海水声速。本文将光学频率梳引入到海洋探测中来,分析了脉冲声光效应导致探测的光学频率梳光强发生变化的原因,通过脉冲声光效应引起光学频率梳光强变化测量超声脉冲的飞行时间;同时通过光学频率梳干涉测量声波在水中的飞行距离,有效改善了现有基于压电效应直接测量方法中误差消除困难的问题,提高了声波飞行距离与对应飞行时间的测量精度,提高了海水声速的测量准确度。相比于传统的基于压电效应的直接测量法,本文研究的方法更加满足量传溯源扁平化的测量要求。基于上述原理,设计了实验方案,并在实验室内搭建了相应的基于马赫-曾德干涉系统的测量装置,利用干涉仪两臂距离之差表征声波飞行距离,利用声在光学频率梳上留下的凹痕表征声波飞行时间。实验结果表明,本方法对提升海水声速测量精度有重要价值,与现有商用声速仪比较,保守估计精度可达到0.03cm/s,本工作为实现海水声速溯源扁平化测量提供了新思路与方法积累。
陈明莎[7]（2018）在《受激布里渊散射波前畸变校正技术研究》文中研究指明激光在大气传输过程中,湍流效应会使光束相位发生畸变,从而导致接收端光束质量下降,系统误码率增大。为了解决激光波前畸变而造成的通信系统不稳定问题,人们提出利用受激布里渊散射（Stimulated Brillouin Scattering,SBS）相位共轭镜（Phase Conjugation Mirror,PCM）进行波前畸变补偿。受激布里渊散射的相位共轭特性在改善激光相位分布进而提高光斑能量集中度方面具有重大应用价值。本文主要研究SBS-PCM系统的波前畸变校正能力以及SBS的基本物理特性,并对其进行相关实验验证。本文主要工作如下:1、以高斯光束作为研究对象并结合湍流相位屏理论进行研究,研究高斯光束通过湍流大气传输后的畸变情况,仿真分析SBS相位共轭镜补偿波前畸变的效果随湍流强度、取样孔径以及传输距离的变化情况。2、从SBS相位共轭基本理论出发设计重复频率为1Hz的SBS实验研究方案,实验测量受激布里渊散射单池系统的能量反射率随泵浦能量、透镜焦距、镜池间隔等的变化规律。3、依据SBS相位共轭镜补偿畸变的理论,结合环围能量直径及相位共轭保真度对比分析SBS相位共轭镜系统与普通全反射镜系统的畸变补偿能力。研究结果表明:（1）畸变严重程度不同的光斑经校正后中心能量均变强,湍流较强时选择大取样孔径相位共轭镜显示出明显优势;（2）选取合适的透镜焦距及镜池间隔对系统能量反射率取得最佳效果有重要意义;（3）SBS-PCM系统产生后向相位共轭散射光,沿原光路返回能有效补偿光路中产生的畸变,而全反射镜系统无补偿畸变能力。
宋芬虹[8]（2017）在《舰船噪声光学探测的理论和实验研究》文中进行了进一步梳理舰船等水中水下航行器航行时会在其两侧和艉部形成气泡幕带,同时向四周辐射较大的噪声,分别称为气泡尾流和噪声尾流,其相互作用,相互影响。现有的光尾流探测主要基于气泡的存在导致激光在舰船尾流中的传输特性与未扰动海水中的传输特性差异而达到间接探测水中运动目标的目的,并未考虑噪声尾流和气泡尾流间的相互作用和影响。本文提出了一种考虑其相互作用和影响、同时探测噪声尾流和气泡尾流的光学方法,建立了噪声作用下的尾流气泡散射理论模型,实验验证了理论模型的正确性和探测方法的可行性。1、在总结噪声尾流、气泡尾流特性的基础上选取噪声频率和气泡尺寸等关键的特征参数建立理想噪声尾流、气泡尾流模型,对噪声尾流传播区域中的微粒、气泡的运动特性进行分析,得出噪声会造成尾流中气泡和微粒的运动状态与无扰动海水下气泡和微粒的运动状态有显着差异。噪声波的存在使微粒和气泡由静水下的无规则运动变为周期振荡。研究了噪声波的频率、强度对尾流中气泡和微粒的运动状态的影响,结果表明:微粒和气泡振荡周期与噪声波周期近似相同;随着声波强度的增大,微粒和气泡振荡幅度也越大;相同的噪声波频率和强度作用下,气泡比微粒振荡幅度要大。同时也发现低速湍流会影响微粒和气泡的运动速度。2、建立了双光束外差多普勒探测系统,实验研究了模拟噪声尾流和气泡尾流模型的散射光特性。分别测量了静水环境、噪声尾流、噪声尾流和气泡尾流环境下,散射体散射光的强度和频移,并据此分析散射体性质及其所处环境。实验结果表明,不同环境下,散射体的多普勒频移量及频移峰值不同。静水环境下散射体多普勒频移量及峰值无规律;噪声尾流中的散射体多普勒频移明显集中于一个确定频率区间,峰值较大;噪声尾流和气泡尾流共同作用下,散射体的多普勒频移与只有噪声尾流作用时相比较,峰值明显增多,且峰值较高。与理论分析结论基本吻合。3、实验研究了噪声尾流和气泡尾流同时存在条件下,散射体散射光特性随噪声波频率、强度的变化规律。结果表明,随着噪声波频率增大,得到的散射光中布里渊频移增大,由于散射体运动加剧,其多普勒频移的范围也随声波频率增大;随噪声波强度增大,布里渊频移的峰值也增大。4、理论和实验研究的初步结论可见,利用基于多普勒频移的光外差探测方法,可以通过探测水域中散射体散射光的频移范围、峰值来确定该水域是否存在噪声尾流、气泡尾流;进一步可获得舰船噪声频率、强度和尾流中散射体的尺寸、浓度、运动速度等,从而估计待测运动舰船目标的距离、方位、航速和排水量等信息。
任秀云[9]（2016）在《基于激光散射的海水温度遥感技术研究》文中研究说明海水温度是海洋学中极为重要的基本物理参量,海水温度监测是认识环境和利用海洋资源的基础,在民用和军事领域都有着至关重要的意义。发展一种能够快速大面积精确测量次表层海水温度的实用遥感技术一直是海洋技术领域科研人员不断追求的目标。传统的接触式测量海水温度的方法存在覆盖面小,测量速度慢,不能同步测量等缺点;而非接触式星载微波辐射遥感测温技术和红外辐射遥感测温技术虽然可以实现快速大范围测温,但由于其在水中极高的吸收性,只能测量海水表面温度。利用蓝绿激光在海水中的衰减系数较小、可以穿透一定深度的水体这一特性,基于光散射的海水温度遥感监测技术越来越受到人们的重视。通过近几十年的广泛深入研究,基于布里渊散射和拉曼散射的海水温度遥感技术取得了较大的进步,但其实用化进程中都存在尚未克服的困难。在深入分析海水温度遥感技术发展现状的基础上,提出了基于光散射的海水温度遥感技术研究这一课题,力求在技术实用化及降低成本方面有所突破,为海水温度的现场实时遥测技术的成熟奠定基础。为了设计更为合理的基于布里渊散射的海水温度遥感雷达系统,首先从理论上研究了海水的自发布里渊散射特性和受激布里渊散射（Stimulated Brillouin Scattering,SBS）特性,采用耦合波理论建立SBS数值计算模型,通过数值计算分析了聚焦深度、海水温度对SBS脉冲宽度和能量反射率等特性的影响。然后,建立布里渊散射激光雷达方程,对其探测能力进行了理论分析。为了解决海水布里渊散射谱的高精度实时测量问题,本文提出了一种基于双SBS光束相干的水温测量方法,通过接收参考水后向SBS光与待测海水后向SBS光的差频信号测量待测海水温度。在实验室搭建实验系统,初步验证了该方法,并进一步进行了仿真计算,实验结果与理论分析和仿真结果相符。该方法可大幅度降低相干测量频率,具有结构简单,稳定度高,测量速度快等优点。但总结理论与实验研究结果发现,由于参考水SBS光与待测海水SBS光的频率差较小,并且目前所用激光脉冲宽度较小,导致单脉冲只能采集到很少几个差频信号周期,造成频率测量精度难以保证。所以该方法虽然减轻了对探测器和示波器带宽的要求,却对脉冲激光器的脉冲宽度和峰值功率提出了较高的要求。针对基于双SBS光束相干的水温测量方法受激光器的脉冲宽度和峰值功率限制导致频率测量精度低的问题,进一步提出了一种基于单SBS光束相干的水温测量方法,通过接收入射激光与待测海水后向SBS光相干产生的差频信号,进行傅里叶变换得到差频频率,即海水SBS频移,进而根据SBS频移与海水温度之间的关系反演海水温度。实验测量了水温不同时入射激光与水的后向SBS光的差频信号,进行数据处理得到SBS频移和待测水温,在8ns窄脉冲条件下实现了较高精度的水温测量。实验结果为基于单SBS光束相干的布里渊散射频移及海水温度测量方法奠定了基础,为实际相干海水温度遥感系统的设计提供了有价值的参考。该方法具有结构简单、稳定度高、测量速度快等优点,有望发展成为实用化的现场遥感测量方法。针对拉曼散射测温技术尚未有实时的现场温度遥测系统可用的问题,通过理论和实验研究了激光波长对水的拉曼光谱峰位和谱宽的影响,分析了水温测量精度与激光波长的关系,建立拉曼散射激光雷达方程,计算了不同波长激光的水拉曼散射系数,研究了激光波长对雷达系统探测深度的影响,为后续拉曼散射测温雷达系统的设计提供理论依据。针对海水温度的实时遥测问题,设计研制了基于450nm激光的低成本实用化的拉曼散射雷达水温遥测系统,应用时空累加数据算法有效增强了雷达系统的灵敏度和信噪比,开发了基于Lab VIEW的拉曼光谱实时采集、数据处理系统,实现了实时水温测量。为了验证该系统的性能,在实验室测量了不同温度水的拉曼散射光谱,建立光谱特征与水温的线性关系,并进行了未知水温的测量。为了提高水温测量精度,同时克服3代像增强器在绿光波段量子效率低的缺点,进一步研制了基于532nm激光的拉曼散射雷达水温遥测系统,提出了基于频数分布的拉曼光谱滤波算法,有效去除了实际测量中的干扰信号,提高了系统的温度测量精度和抗干扰性;改进了基于Lab VIEW的拉曼光谱实时采集、数据处理系统,实现了水温的实时连续遥测,并通过大量室内和现场实验验证了系统的温度测量精度和稳定性。实验结果表明,基于532nm激光的拉曼散射雷达水温遥测系统能够快速测量水的高分辨率拉曼光谱并实时处理获得水温信息,水温测量精度较高,长时间运行测量结果稳定。
韩小虎[10]（2015）在《光学拍频测量驻波驱动SBS相位抖动》文中提出近年来,激光惯性约束核聚变（ICF）因其在能源和国防领域的重要地位引起人们的广泛关注。其新型的点火方式需要激光脉冲能量达到兆焦量级、工作重复频率在5Hz到10Hz之间,如此高重复频率和高能量的输出要求增加了增益介质的冷却难度,限制了大口径激光驱动器的发展。通过受激布里渊散射使各子光束合并,是一种能够满足ICF需求的方法。本文提出使用时间拍频法测量相位稳定性,解决了因为光束质量差而带来测量误差的问题。论文基于SBS三波耦合物理过程的推导,即Navier-Stokes方程的声波场和由Maxwell方程推导的光波场通过电致伸缩效应耦合,建立受激布里渊散射过程的物理模型。在对该模型离散化处理后加入相干驻波项,建立了密度调制的物理模型,并使用差分法对模型进行数值处理。理论上证明了在光束质量差时,时间拍频法测量受激布里渊散射相位稳定性要优于空间相干法。研究了混合介质的频移规律,选定C6H6和CCl4作为实验用混合介质,计算并测量了两种介质在不同混合比的情况下对受激布里渊频移的影响。实验上,通过光学拍频法测量了受激布里渊散射的相位抖动,在原有研究的基础上对测量光路进行了改进设计。实验用泵浦光波长为532nm,通过设计光路,对不同体积分数的混合介质的SBS频移进行了测量和分析。并进一步通过改变入射光能量,对比分析得出相干驻波驱动下的SBS相位稳定性比普通结构SBS的相位稳定性高的结果。改变两路光的能量比和小孔直径,验证了在光束质量差时,时间拍频法测量受激布里渊散射相位稳定性的方法要优于空间相干法。
二、液体中He-Ne激光布里渊散射的实验研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、液体中He-Ne激光布里渊散射的实验研究（论文提纲范文）
（1）气/液环境中光热微驱动机构的静态与动态驱动技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 微纳米技术概述 |
| 1.2 MEMS/MOEMS技术 |
| 1.3 微纳米驱动技术的研究发展现状 |
| 1.3.1 静电微驱动 |
| 1.3.2 电磁驱动技术 |
| 1.3.3 压电微驱动 |
| 1.3.4 微型电热驱动机构 |
| 1.3.5 其他微驱动技术 |
| 1.4 基于光及激光的驱动技术 |
| 1.4.1 光镊技术 |
| 1.4.2 基于光敏材料的光驱动技术 |
| 1.4.3 基于热效应的光驱动技术 |
| 1.5 本文的主要研究内容与创新点 |
| 2 微纳米尺度光热膨胀效应与光热微驱动方法研究 |
| 2.1 光与物质相互作用机制 |
| 2.1.1 光的吸收 |
| 2.1.2 辐射跃迁 |
| 2.1.3 非辐射过程 |
| 2.2 材料热力学性质 |
| 2.2.1 热力学基本定律 |
| 2.2.2 基本传热过程 |
| 2.2.3 材料的热膨胀性质 |
| 2.3 基于光热微膨胀效应的光热微驱动原理研究 |
| 2.4 光热微驱动方法及光热微驱动机构研究 |
| 2.4.1 光热微驱动方法 |
| 2.4.2 微机构材料选择 |
| 2.4.3 微驱动机构设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 空气/液体中光热微驱动机构的驱动理论及模型研究 |
| 3.1 薄片材料及膨胀臂的动态光热温升效应 |
| 3.1.1 无限大薄片的光热温升 |
| 3.1.2 有限大薄片的光热温升 |
| 3.2 膨胀臂的光热温升理论与模型研究 |
| 3.3 基于光热温升的光热膨胀量计算 |
| 3.4 空气中光热微驱动机构的驱动特性研究 |
| 3.5 光热彻驱动机构在液体中的阻尼分析研究 |
| 3.5.1 光热微驱动机构在液体环境中的受力分析 |
| 3.5.2 阻尼作用下光热微驱动机构的微偏转 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 光热微驱动机构的光热特性与驱动特性仿真研究 |
| 4.1 光热膨胀臂在不同光斑下的温升分布仿真 |
| 4.1.1 空气中温升分布 |
| 4.1.2 水环境中的温升分布 |
| 4.2 光热膨胀臂的膨胀量及振幅仿真 |
| 4.2.1 空气中光热膨胀仿真 |
| 4.2.2 水环境中的光热膨胀 |
| 4.3 光热微驱动机构在空气中的光热偏转运动仿真 |
| 4.4 水环境下光热微驱动机构偏转运动仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 空气环境中的静态与动态光热微驱动实验研究 |
| 5.1 基于准分子激光的光热微驱动机构微加工制作 |
| 5.2 光热微驱动控制及显微运动测量系统设计 |
| 5.2.1 激光驱动控制单元 |
| 5.2.2 显微成像模块 |
| 5.2.3 显微运动测量软件设计 |
| 5.3 开关型光热微驱动机构的微驱动实验研究 |
| 5.3.1 杠杆放大效应研究 |
| 5.3.2 单触点开关型光热微驱动机构实验 |
| 5.4 非对称型光热微驱动机构的微驱动实验 |
| 5.4.1 激光照射宽膨胀臂的微驱动 |
| 5.4.2 激光照射窄臂时的微驱动实验 |
| 5.5 对称型光热微驱动机构的微驱动实验研究 |
| 5.5.1 不同激光脉冲频率下的光热微驱动实验 |
| 5.5.2 双向光热微驱动研究 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 液体环境中的光热微驱动实验研究 |
| 6.1 液体环境中光热微驱动控制及显微运动测量系统 |
| 6.2 液体环境中光热微驱动光源与环境条件研究 |
| 6.2.1 不同波长激光控制下的光热微驱动 |
| 6.2.2 不同水温下的微驱动研究 |
| 6.3 水环境中光热微驱动机构的静态与动态微驱动性能研究 |
| 6.3.1 非对称型光热微驱动机构的微驱动性能研究 |
| 6.3.2 对称型光热微驱动机构的双向驱动 |
| 6.4 水环境中光热微驱动机构的高频响应特性研究 |
| 6.4.1 高频光热微驱动控制及频闪式显微运动测量系统设计 |
| 6.4.2 水环境中光热微驱动机构的阶跃响应特性研究 |
| 6.4.3 光热微驱动机构的高频脉冲响应特性 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 攻读博士学位期间发表的论文情况及其他研究成果 |
（2）多波长涡旋光纤激光器（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 光学滴旋 |
| 1.1 矢量涡旋光束—CV光束 |
| 1.1.1 自由空间中CV光束的数学表达 |
| 1.1.2 CV光束的聚焦性质与应用 |
| 1.1.3 CV光束在空间中的产生 |
| 1.2 相位涡旋光束—OAM光束 |
| 1.2.1 自由空间中OAM光束的数学表达 |
| 1.2.2 OAM光束的性质与应用 |
| 1.2.3 OAM光束在空间中的产生 |
| 1.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第2章 光纤中的涡旋光束 |
| 2.1 光纤模式理论 |
| 2.2 光纤中的涡旋模式 |
| 2.2.1 光纤中的CV模式 |
| 2.2.2 光纤中的OAM模式 |
| 2.3 涡旋光束在光纤中的产生 |
| 2.3.1 光纤的非对称耦合结构 |
| 2.3.2 少模长周期光纤光栅 |
| 2.3.3 模式选择耦合器 |
| 2.3.4 全少模腔结构 |
| 2.4 涡旋模式转换器 |
| 2.4.1 角向偏振模式选择器 |
| 2.4.2 高阶OAM模式转换器 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 基于级联布里渊散射的多波长OAM光纤激光器 |
| 3.1 多波长OAM光束的产生研究现状 |
| 3.2 多波长光纤激光器 |
| 3.2.1 基于液氮冷却 |
| 3.2.2 基于半导体光放大器 |
| 3.2.3 基于频移器 |
| 3.2.4 基于强度相关损耗机制 |
| 3.2.5 基于非线性效应 |
| 3.3 基于级联布里渊散射的多波长OAM光纤激光器 |
| 3.3.1 激光器结构与原理 |
| 3.3.2 实验结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 中心波长及间隔可调的多波长CV光纤激光器 |
| 4.1 多波长CV光束的产生研究现状 |
| 4.2 中心波长及间隔可调的多波长CV光纤激光器 |
| 4.2.1 激光器结构与原理 |
| 4.2.2 实验结果与讨论 |
| 4.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 产生CV光束的光纤随机激光器 |
| 5.1 随机激光器 |
| 5.1.1 随机激光器简介 |
| 5.1.2 随机激光器的应用 |
| 5.1.3 随机激光器的分类 |
| 5.1.4 光纤随机激光器 |
| 5.2 多模光纤随机激光器的研究现状 |
| 5.3 产生CV光束的光纤随机激光器 |
| 5.3.1 激光器结构与原理 |
| 5.3.2 实验结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
| 致谢 |
（3）基于光学频率梳的水体温盐测量方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 温盐测量技术发展现状 |
| 1.2.1 主流温盐测量技术 |
| 1.2.2 新兴温盐测量技术 |
| 1.3 研究目的及意义 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 被动锁模光学频率梳研制 |
| 2.1 光学频率梳研制方法 |
| 2.2 光学频率梳系统 |
| 2.2.1 光学谐振腔系统 |
| 2.2.2 锁模过程 |
| 2.3 重复频率锁定 |
| 2.3.1 光学频率梳重复频率锁定系统 |
| 2.3.2 重复频率的调节与锁定 |
| 2.3.3 被动稳频措施研究 |
| 2.4 光梳相关参数 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 光谱干涉法水体群折射率测量研究 |
| 3.1 群折射率测量原理 |
| 3.1.1 理论模型 |
| 3.1.2 理论分析 |
| 3.2 实验系统设计 |
| 3.2.1 实验系统设计 |
| 3.2.2 测量过程分析 |
| 3.3 水的群折射率测量实验 |
| 3.3.1 小尺度下的水的群折射率测量实验 |
| 3.3.2 大尺度下的水的群折射率测量实验 |
| 3.4 实验结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 温盐测量方案研究 |
| 4.1 理论模型研究 |
| 4.1.1 温度测量的理论模型研究 |
| 4.1.2 盐度测量的理论模型研究 |
| 4.2 膨胀补偿研究 |
| 4.3 测量方案研究 |
| 4.3.1 方案原理图 |
| 4.3.2 温度测量方案研究 |
| 4.3.3 盐度测量方案研究 |
| 4.4 原理分析 |
| 4.4.1 折射率与温度表达式 |
| 4.4.2 折射率与盐度表达式 |
| 4.5 水中光束的几何长度测量 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 温盐测量实验研究 |
| 5.1 实验装置搭建 |
| 5.1.1 温度实验装置搭建 |
| 5.1.2 盐度实验装置 |
| 5.2 水体几何长度测量实验 |
| 5.3 水温测量实验 |
| 5.3.1 水温调节实验 |
| 5.3.2 处理算法研究 |
| 5.4 水温测量结果 |
| 5.5 盐度测量实验 |
| 5.6 盐度测量结果 |
| 5.7 误差分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（4）基于SBS的千赫兹级亚纳秒激光脉冲压缩技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 高重频亚纳秒脉冲激光器的研究概况 |
| 1.3 SBS脉冲压缩技术的研究现状 |
| 1.3.1 SBS脉冲压缩介质的发展 |
| 1.3.2 SBS脉冲压缩结构的发展 |
| 1.3.3 高重频SBS-PCM的发展 |
| 1.4 高重频SBS脉冲压缩的发展现状 |
| 1.5 高重频SBS压缩技术存在的问题 |
| 1.6 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 SBS脉冲压缩的理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 脉冲压缩技术 |
| 2.2.1 基于调Q的脉冲压缩技术 |
| 2.2.2 基于SBS的脉冲压缩技术 |
| 2.3 受激布里渊散射基本理论 |
| 2.3.1 空间一维SBS脉冲压缩 |
| 2.3.2 空间二维SBS脉冲压缩 |
| 2.4 受激热布里渊散射理论分析 |
| 2.4.1 脉冲激光加热介质的温度场模型 |
| 2.4.2 STBS脉冲压缩的理论模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 SBS压缩中光束横截面上的脉宽均匀性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单池结构SBS脉冲压缩研究 |
| 3.2.1 单池结构SBS脉冲压缩 |
| 3.2.2 基于光斑截取法的SBS脉冲压缩 |
| 3.2.3 空间脉宽均匀分布的SBS脉冲压缩实验 |
| 3.3 紧凑双池结构SBS脉冲压缩研究 |
| 3.3.1 紧凑双池结构中的光束参数计算 |
| 3.3.2 透镜焦距对SBS脉冲压缩规律的影响 |
| 3.3.3 介质参数对SBS脉冲压缩规律的影响 |
| 3.3.4 空间脉宽均匀分布的SBS脉冲压缩实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于旋转焦斑的高重频SBS脉冲压缩特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 KUMGANG激光器介绍 |
| 4.3 高重频SBS脉冲压缩研究 |
| 4.3.1 高重频SBS脉冲压缩实验 |
| 4.3.2 高重频SBS热特性实验研究 |
| 4.4 基于旋转楔板和偏心透镜的SBS脉冲压缩研究 |
| 4.4.1 旋转楔板和偏心透镜的设计方案 |
| 4.4.2 焦点光斑强度分布的理论模拟 |
| 4.4.3 旋转楔板和偏心透镜的对比实验及分析 |
| 4.5 基于旋转偏心透镜的高重频SBS研究 |
| 4.5.1 高重频SBS聚焦单池实验 |
| 4.5.2 高重频SBS脉冲压缩实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 高粘度系数介质中的高重频SBS脉冲压缩特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 高重频SBS脉冲压缩光斑畸变研究 |
| 5.3 高重频SBS脉冲压缩的热特性分析 |
| 5.4 基于介质纯化的高重频SBS脉冲压缩研究 |
| 5.4.1 介质纯化系统 |
| 5.4.2 介质纯化前后对比实验及分析 |
| 5.5 高粘度系数介质中的高重频SBS脉冲压缩实验 |
| 5.5.1 介质粘度系数的影响 |
| 5.5.2 焦斑旋转的影响 |
| 5.5.3 透镜焦距的影响 |
| 5.5.4 重复频率的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 高热导率固体介质中的高重频SBS脉冲压缩特性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 不同固体介质中的SBS脉冲压缩实验研究 |
| 6.2.1 单池结构SBS脉冲压缩 |
| 6.2.2 串联结构SBS脉冲压缩 |
| 6.2.3 产生-放大结构SBS脉冲压缩 |
| 6.3 石英介质中的SBS脉冲压缩结构优化 |
| 6.4 石英介质中的重频SBS脉冲压缩研究 |
| 6.4.1 介质中的温度场计算 |
| 6.4.2 重复频率对SBS脉冲压缩规律的影响 |
| 6.4.3 聚焦结构对SBS脉冲压缩规律的影响 |
| 6.5 高重频SBS脉冲压缩的稳定性分析 |
| 6.6 本章小节 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）基于SRBS的气体压强及体黏滞系数测量（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究 |
| 1.2.2 国内研究 |
| 1.3 本文的主要内容及创新点 |
| 第2章 气体光散射理论及Tenti S6 模型 |
| 2.1 光散射类型 |
| 2.1.1 拉曼散射 |
| 2.1.2 米氏散射 |
| 2.1.3 瑞利-布里渊散射(RBS) |
| 2.2 RBS理论及相关探测技术 |
| 2.2.1 SRBS理论 |
| 2.2.2 SRBS探测技术 |
| 2.2.3 CRBS理论 |
| 2.2.4 CRBS探测技术 |
| 2.3 RBS的三个散射区域 |
| 2.4 Tenti S6模型及相关参数的确定 |
| 2.4.1 剪切黏滞系数ηs和热导率k |
| 2.4.2 内部比热容cint |
| 2.4.3 体黏滞系数ηb |
| 2.5 χ~2值最小原理 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 气体SRBS频谱测量系统 |
| 3.1 气体SRBS频谱测量系统工作原理 |
| 3.2 SRBS频谱测量系统中的主要实验装置 |
| 3.2.1 气体散射池 |
| 3.2.2 F-P扫描干涉仪 |
| 3.2.3 光谱分析控制仪 |
| 3.2.4 光子计数器及光子计数卡 |
| 3.2.5 气溶胶发生装置 |
| 3.2.6 探测光路中散射角不确定度的计算 |
| 3.2.7 光路调节中的关键环节 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 卷积方法、反卷积方法及相关参数优化 |
| 4.1 SRBS中的卷积方法 |
| 4.2 SRBS中的反卷积方法及相关参数优化 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 基于SRBS的气体压强测量分析 |
| 5.1 仿真探究各参数误差对压强测量的影响 |
| 5.2 卷积方法的压强测量结果分析 |
| 5.2.1 纯气-氮气 |
| 5.2.2 混合气体-空气 |
| 5.3 反卷积方法的压强测量结果分析 |
| 5.3.1 纯气-氮气 |
| 5.3.2 混合气体-空气 |
| 5.4 卷积与反卷积方法的压强反演结果的比较 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 基于SRBS的气体体黏滞系数测量分析 |
| 6.1 仿真探究各参数误差对体黏滞系数测量的影响 |
| 6.2 氮气、氧气及空气的体黏滞系数 |
| 6.2.1 氮气 |
| 6.2.2 氧气 |
| 6.2.3 空气 |
| 6.3 二氧化碳的体黏滞系数 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（6）海水声速量传溯源扁平化测量方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 海水声速测量技术发展史与目前国内外声速测量发展现状 |
| 1.2.1 海水声速测量技术发展史 |
| 1.2.2 国内外海水声速测量发展现状 |
| 1.2.3 量传溯源扁平化测量的意义 |
| 1.3 本文主要研究内容及优势 |
| 第2章 声波飞行时间测量原理及脉冲声光效应原理分析 |
| 2.1 声光效应原理分析 |
| 2.1.1 声光效应应用 |
| 2.1.2 声光衍射分类 |
| 2.2 脉冲声光效应原理分析 |
| 2.2.1 光强变化 |
| 2.2.2 光强变化原理分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 声波飞行距离测量方案研究 |
| 3.1 基于电光梳自外差干涉的绝对距离测量方案研究 |
| 3.1.1 实验测量系统 |
| 3.1.2 实验测量原理 |
| 3.1.3 实验测量结果 |
| 3.2 基于重复频率扫描进行光学采样的绝对距离测量方案研究 |
| 3.2.1 测量原理 |
| 3.2.2 实验结果 |
| 3.2.3 不确定度分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于光学频率梳模间拍频的海水声速测量方法研究 |
| 4.1 测量原理 |
| 4.1.1 声速测量原理 |
| 4.1.2 基于光学频率梳模间拍频的飞行距离测量原理 |
| 4.1.3 实验系统设计 |
| 4.2 实验测量结果 |
| 4.2.1 模间拍频稳定性测量 |
| 4.2.2 声速测量实验结果 |
| 4.2.3 不确定度分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 基于光学频率梳干涉的海水声速测量方法研究 |
| 5.1 测量原理 |
| 5.1.1 声速测量原理 |
| 5.1.2 声波飞行距离测量原理 |
| 5.1.3 实验系统设计 |
| 5.2 实验测量结果 |
| 5.2.1 飞行时间与飞行距离测量 |
| 5.2.2 声速测量结果 |
| 5.2.3 不确定度分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）受激布里渊散射波前畸变校正技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 激光大气传输国内外研究进展 |
| 1.2.2 受激布里渊散射应用于激光大气传输 |
| 1.2.3 SBS相位共轭镜国内外研究现状 |
| 1.2.4 SBS相位共轭技术在激光通信中的应用及发展趋势 |
| 1.3 本课题主要研究内容 |
| 2 光束在大气湍流中的传输 |
| 2.1 大气湍流的基本理论 |
| 2.1.1 湍流的形成 |
| 2.1.2 折射率起伏功率谱密度函数 |
| 2.1.3 波前畸变 |
| 2.2 光学相位共轭技术 |
| 2.2.1 相位共轭波的概念 |
| 2.2.2 光学相位共轭技术补偿激光波前畸变 |
| 2.3 光束质量的评价因子 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 受激布里渊散射理论 |
| 3.1 相位共轭波的非线性光学方法 |
| 3.2 受激布里渊散射的经典理论 |
| 3.2.1 受激布里渊散射的物理过程 |
| 3.2.2 受激布里渊散射耦合波方程组 |
| 3.3 受激布里渊后向散射光的共轭特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 SBS相位共轭技术补偿激光传输畸变数值分析 |
| 4.1 光束在湍流大气中的传播过程 |
| 4.1.1 光传输理论 |
| 4.1.2 湍流相位屏的生成 |
| 4.2 高斯光束传输特性分析 |
| 4.3 光学相位共轭校正波前畸变 |
| 4.3.1 湍流强度的影响 |
| 4.3.2 取样孔径的影响 |
| 4.3.3 传输距离的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 受激布里渊散射实验研究 |
| 5.1 实验器件选择 |
| 5.1.1 SBS池结构 |
| 5.1.2 受激布里渊散射介质 |
| 5.2 重复频率1Hz的SBS-PCM能量反射率研究 |
| 5.2.1 实验方案设计 |
| 5.2.2 SBS-PCM能量反射率的研究 |
| 5.3 利用受激布里渊散射补偿光束波前畸变 |
| 5.3.1 实验装置 |
| 5.3.2 SBS相位共轭镜补偿畸变系统 |
| 5.3.3 普通全反射镜系统 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 论文研究总结 |
| 6.2 前景展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（8）舰船噪声光学探测的理论和实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 第二章 舰船尾流特征 |
| 2.1 舰船尾流噪声特征 |
| 2.2 舰船尾流气泡特征 |
| 2.3 舰船尾流微粒特征 |
| 2.4 舰船尾流中噪声与气泡微粒相互作用 |
| 第三章 舰船尾流光学探测原理及方法 |
| 3.1 光散射原理 |
| 3.1.1 Rayleigh散射理论 |
| 3.1.2 Mie散射理论 |
| 3.1.3 布里渊散射 |
| 3.2 光外差探测原理 |
| 3.2.1 多普勒测速原理 |
| 3.2.2 外差探测 |
| 3.2.3 光检测器表面的差拍技术 |
| 3.2.4 多普勒电信号时域频域形式 |
| 3.2.5 外差信噪比 |
| 第四章 尾流探测系统及实验分析 |
| 4.1 尾流光学探测系统 |
| 4.2 尾流光学探测实验结果及分析 |
| 4.2.1 静水环境下散射光频谱规律 |
| 4.2.2 噪声尾流下散射光频谱规律 |
| 4.2.3 噪声尾流和气泡尾流下的散射光频谱规律 |
| 4.3 不同环境下散射光频谱规律总结 |
| 第五章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）基于激光散射的海水温度遥感技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 研究海水温度测量技术的意义 |
| 1.1.2 利用激光雷达探测海洋的意义 |
| 1.1.3 基金支持 |
| 1.2 基于光散射的海水温度遥感技术的发展现状 |
| 1.2.1 布里渊散射测温技术的国内外发展现状 |
| 1.2.2 拉曼散射测温技术的国内外发展现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 布里渊散射海水温度遥感技术的理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 水的自发布里渊散射特性 |
| 2.3 水的受激布里渊散射特性 |
| 2.3.1 受激布里渊散射的耦合波理论 |
| 2.3.2 受激布里渊散射数值模型 |
| 2.3.3 受激布里渊散射数值计算结果 |
| 2.4 海洋探测布里渊雷达方程及其探测能力分析 |
| 2.4.1 雷达方程的建立 |
| 2.4.2 海洋探测布里渊雷达探测能力仿真与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 拉曼散射海水温度遥感技术的理论研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水的拉曼光谱特性的理论与实验研究 |
| 3.3 拉曼光谱特征与水温的对应关系 |
| 3.3.1 拉曼光谱的预处理方法 |
| 3.3.2 拉曼光谱特征与水温关系建模方法 |
| 3.4 激光波长对拉曼散射水温遥感系统性能的影响 |
| 3.4.1 激光波长对水拉曼散射光谱峰位及谱宽的影响 |
| 3.4.2 激光波长对水温探测精度的影响 |
| 3.4.3 激光波长对拉曼散射雷达系统探测深度的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 布里渊散射测温系统设计及实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于双SBS光束相干的测温方法理论与实验研究 |
| 4.2.1 基于双SBS光束相干的测温方法基本原理 |
| 4.2.2 基于双SBS光束相干的测温方法的初步实验研究 |
| 4.2.3 基于双SBS光束相干的测温方法的仿真分析 |
| 4.3 基于单SBS光束的相干测温方法的理论与实验研究 |
| 4.3.1 基于单SBS光束的相干测温方法的基本原理 |
| 4.3.2 基于单SBS光束的相干法测温的实验研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 拉曼散射测温系统设计及实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于 450nm激光的拉曼散射雷达系统设计与调试 |
| 5.2.1 拉曼散射雷达测温系统基本原理与结构 |
| 5.2.2 基于Lab VIEW的拉曼光谱采集和实时处理软件系统设计 |
| 5.2.3 基于 450nm激光的拉曼散射雷达系统性能测试 |
| 5.3 基于 532nm激光的拉曼散射雷达测温系统 |
| 5.3.1 拉曼散射激光雷达测温系统结构 |
| 5.3.2 基于双波段面积比的水温反演方法 |
| 5.3.3 频数分布滤波算法的应用 |
| 5.3.4 基于 532nm激光的拉曼散射实时水温测量软件系统 |
| 5.4 水温实时遥测实验及结果分析 |
| 5.4.1 实验室自来水水温遥测实验及结果分析 |
| 5.4.2 取样海水水温遥测实验及结果分析 |
| 5.4.3 外场水温遥测实验及结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）光学拍频测量驻波驱动SBS相位抖动（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 受激布里渊散射研究进展 |
| 1.2.2 受激布里渊散射相位控制研究进展 |
| 1.2.3 受激布里渊散射介质的研究进展 |
| 1.2.4 测量相位稳定性的方法：空间相干法、时间拍频法 |
| 1.3 本论文的主要研究工作 |
| 第2章 相干驻波驱动SBS的物理模型和数学模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 受激布里渊散射的基本理论 |
| 2.2.1 受激布里渊散射的一般描述 |
| 2.2.2 受激布里渊散射的经典理论 |
| 2.3 相干驻波驱动声波的受激布里渊散射的模型 |
| 2.3.1 相干驻波驱动声波的受激布里渊散射的物理模型 |
| 2.3.2 相干驻波驱动声波的受激布里渊散射的数学模型 |
| 2.3.3 模型的数值求解 |
| 2.3.4 相干驻波驱动受激布里渊散射模型的初步分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 光学拍频测量驻波驱动SBS相位抖动的理论原理及介质的选取 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 受激布里渊散射介质的研究 |
| 3.2.1 受激布里渊散射的参数 |
| 3.2.2 受激布里渊散射混合介质的初步分析与介质的选取 |
| 3.3 光学拍频测量驻波驱动SBS相位抖动的理论分析 |
| 3.3.1 光干涉的公式推导 |
| 3.3.2 光拍频的公式推导 |
| 3.3.3 拍频法优于空间相干法的理论证明 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 光学拍频测量驻波驱动SBS相位抖动的实验研究与分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光学拍频测量驻波驱动SBS相位抖动的实验研究 |
| 4.2.1 实验装置 |
| 4.2.2 实验准备 |
| 4.3 实验条件说明及实验步骤 |
| 4.3.1 实验条件说明 |
| 4.3.2 实验步骤 |
| 4.4 实验结果与分析 |
| 4.4.1 CCl_4体积分数不同时的测量结果 |
| 4.4.2 能量值的变化对测量结果的影响 |
| 4.4.3 两路光能量值不同时对测量结果的影响 |
| 4.4.4 小孔直径不同时对测量结果的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
四、液体中He-Ne激光布里渊散射的实验研究（论文参考文献）
- [1]气/液环境中光热微驱动机构的静态与动态驱动技术研究[D]. 尤清扬. 浙江大学, 2021
- [2]多波长涡旋光纤激光器[D]. 王敬好. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [3]基于光学频率梳的水体温盐测量方法研究[D]. 张好运. 天津大学, 2019(01)
- [4]基于SBS的千赫兹级亚纳秒激光脉冲压缩技术研究[D]. 王红丽. 哈尔滨工业大学, 2019
- [5]基于SRBS的气体压强及体黏滞系数测量[D]. 商景诚. 南昌航空大学, 2019(08)
- [6]海水声速量传溯源扁平化测量方法研究[D]. 王志洋. 天津大学, 2018(06)
- [7]受激布里渊散射波前畸变校正技术研究[D]. 陈明莎. 西安理工大学, 2018(11)
- [8]舰船噪声光学探测的理论和实验研究[D]. 宋芬虹. 西安电子科技大学, 2017(04)
- [9]基于激光散射的海水温度遥感技术研究[D]. 任秀云. 哈尔滨工业大学, 2016(02)
- [10]光学拍频测量驻波驱动SBS相位抖动[D]. 韩小虎. 哈尔滨工业大学, 2015(02)