蓝绿激光下泡沫海面散射特性及其影响因素研究

本文主要探讨了覆盖泡沫的粗糙海面对于蓝绿激光散射特性的影响。在对潜通信和对潜探测中，海洋表面的动态特性对激光信号的传输至关重要。蓝绿激光在穿透海水时，会遇到大气与海水界面的复杂环境，其中风速、风区、海水温度和盐度等因素都会影响激光的传播路径和强度。 研究者采用了复合模型，即泡沫-海面模型，结合矢量辐射传输理论（Vector Radiative Transfer, VRT）和米氏理论（Mie Theory），对泡沫海面的散射现象进行了深入分析。米氏理论是一种经典光学理论，适用于计算球形粒子对电磁波的散射，而VRRT则考虑了光源方向和接收器位置的变化，能更精确地模拟实际场景中的散射过程。 论文重点研究了后向散射系数（Backscatter Coefficient）与入射角、风速、风区、海水温度和盐度之间的关系。实验结果显示，当海面上方风速增加、风区扩大，以及海水的介电常数（反映了海水的电导率，与盐度和温度有关）增大时，泡沫层对海面激光的散射效应显著增强。特别是对于大角度的入射激光，这种影响更为明显。这不仅影响到激光的直达性，还可能导致信号的衰减或散射损失，对通信质量有直接影响。 总结来说，这项研究揭示了泡沫粗糙海面对蓝绿激光通信性能的重要影响因素，对于理解和优化海洋环境下激光通信系统的性能具有实际意义，为未来的设计和优化提供了理论依据。在实际应用中，如潜艇通信、水下机器人导航和海洋环境监测等领域，了解并考虑这些散射特性至关重要。