水中气泡的散射光偏振特性研究

发布时间：2023-04-21 23:45

　　在现代海战中精确制导鱼雷是一种非常重要的武器设备,但随着反制导技术的不断发展目前经常使用的基于声纳和微波制导的鱼雷在海战中的威力在不断减小,因此就非常有必要发展一种新型的鱼雷制导方案。基于此,利用舰船尾流的光散射效应的光尾流制导鱼雷以其自身优势被学者们认为是最可能适应现代海战需求的精确鱼雷制导模式。船舰的尾流主要由海水中大量运动的气泡组成,并且这些运动的气泡决定了尾流气泡的散射特性,另外偏振特性也是散射光的一个重要特性并且偏振光和自然光相比较,既可以提供光强的信息,也可以包含如偏振方向在内的其它有价值信息,因此对水中气泡的散射光偏振性的研究可以更深刻的了解船舰尾流的的相关特性。基于此,本文系统地研究了水中气泡散射光的偏振特性,主要研究内容和结论如下： 首先,结合Mie散射理论,通过对不同偏振态入射光单个气泡和气泡幕的散射相位函数的数值计算和分析,给出了单个气泡和气泡幕散射光强度随散射角、极化角的三维分布图,得出了不同极化角偏振入射光的船舰尾流散射相位函数随散射角分布趋势基本相似和气泡幕的散射光能量在散射角80°～140°之间时不同偏振态的入射光其散射光的强度存在明显差异的结论。 其次,...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外对尾流气泡光学性质的研究进展
        1.2.1 国外对尾流气泡光学性质的研究
        1.2.2 国内对尾流气泡光学性质的研究
    1.3 尾流气泡光散射特性的理论研究方法
    1.4 尾流气泡光学探测方法
    1.5 尾流气泡散射光偏振特性研究的意义
    1.6 本论文主要研究内容
2 偏振状态下尾流气泡的散射光特性研究
    2.1 尾流中单个气泡的光散射特性
        2.1.1 尾流中单个气泡的Mie散射理论
        2.1.2 偏振状态下尾流中单个气泡的散射光特性分析
    2.2 偏振状态下尾流气泡幕的光散射特性
        2.2.1 船舰尾流气泡分布函数
        2.2.2 尾流气泡幕的的Mie散射理论
        2.2.3 偏振状态下尾流气泡幕的光散射特性
    2.3 本章小结
3 水中气泡前向散射穆勒矩阵特性研究
    3.1 偏振态的数学表述
        3.1.1 琼斯矢量表述
        3.1.2 斯托克斯矢量表述
        3.1.3 琼斯矢量和斯托克斯矢量的比较
    3.2 水中单个气泡的穆勒矩阵特性研究
        3.2.1 水中单个气泡的散射穆勒矩阵
        3.2.2 水中单个气泡的散射穆勒矩阵随散射角的分布特性
    3.3 水中气泡幕前向散射穆勒矩阵特性
        3.3.1 前向单次散射穆勒矩阵模型
        3.3.2 水中气泡前向散射穆勒矩阵特性
    3.4 本章小结
4 尾流气泡中偏振光传输的MONTE CARLO模拟
    4.1 水中单个气泡散射光偏振特性研究
        4.1.1 偏振度基本理论
        4.1.2 水中单个气泡散射光偏振度的计算
    4.2 基于蒙特卡洛模拟的水中气泡幕偏振特性研究
        4.2.1.偏振光传输的蒙特卡洛模拟算法
        4.2.2 蒙特卡洛模拟结果与分析
    4.3 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
附录



本文编号：3796485