用于激光声遥测海深的激光声源特性研究

摘要

机载激光声遥测海深技术由于自身的一些优点，可以作为现有海深测量技术的有益补充。激光声源作为水下声源，其特性研究是激光声遥测海深技术研究的基础，它对合理选择激光致声条件和正确设计声接收系统参数具有重要意义。本论文主要针对激光声源特性进行研究，目的是为了指导激光声遥测海深实际应用。论文首先对激光致声基本理论进行概括性研究；然后对激光声源特性进行定性分析和试验测试；最后把研究结果应用于激光声遥测海深系统设计，并通过利用该系统进行激光声遥测海深试验对研究结果进行了验证。论文得出了激光声源特性与激发条件的一些规律性关系，试验测试结果和理论研究结果相吻合。通过激光声遥测海深试验，进一步验证了激光声源特性研究结果的正确性和激光声遥测海深技术的可行性。

目录

文摘

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声明

第1章绪论

1.1激光声遥测海深简介

1.1.1基本概念

1.1.2基本原理

1.1.3历史背景

1.2本论文的研究目的

1.3相关领域的研究情况

1.3.1激光声方面的研究情况

1.3.2激光声遥测海深方面的研究情况

1.3.3存在的不足

1.4本论文的研究内容

第2章 激光致声基本理论

2.1激光致声基本原理

2.2光声转换机制

2.2.1热膨胀机制

2.2.2汽化机制

2.2.3介电击穿机制

2.3光声转换过程的数学描述

2.3.1热膨胀机制产生声

2.3.2汽化机制产生声

2.3.3介电击穿机制产生声

2.4光声转换效率

2.5激光声遥测海深中光声转换问题具体分析

2.5.1决定光声转换过程的参数

2.5.2热膨胀机制中的脉冲形式

2.5.3从热膨胀机制到汽化机制的转化

2.5.4介电击穿

2.6本章小结

第3章 激光声源特性定性分析

3.1经验公式

3.2激光声脉冲波形

3.3激光声脉冲频谱

3.4激光声源指向性

3.5激光声脉冲水中传播衰减特性

3.6激光声源特性与激发条件的关系

3.6.1声脉冲强度与激光能量、光斑面积和能量密度的关系

3.6.2激光脉冲宽度对激光声源特性的影响

3.6.3激光斜射及表面波浪对激光声源特性的影响

3.7本章小结

第4章 激光声源特性试验测试

4.1试验方案

4.2试验布置

4.2.1利用TEA-50激光器进行水池试验

4.2.2利用TEA-170激光器进行水池试验

4.3试验内容及结果

4.3.1激光声源特性

4.3.2激光声脉冲特性受激发条件的影响

4.3.3实际应用条件对激光致声的影响

4.3.4其它内容测试

4.4本章小结

第5章 激光声源特性的应用及验证

5.1激光声源特性的应用

5.2激光声遥测海深试验

5.2.1试验方案

5.2.2试验布置

5.2.3试验内容、结果及分析

5.3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

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