双波长布里渊激光雷达：同步测量海水温度与盐度的新方法

"这篇论文探讨了使用双波长布里渊激光雷达同步测量海水温度和盐度的技术。布里渊散射是一种光学现象，它的信号检测可以用于监测海水中的关键参数，如温度。传统的反演方法仅考虑温度对布里渊频移的影响，而忽略了盐度的作用。然而，盐度和温度都会影响布里渊频移，单一考虑温度可能导致测量误差。因此，论文提出了一种新的方法，将盐度也视为待反演的变量，利用不同波长下的布里渊频移建立温度和盐度的方程组，通过数据拟合得到同步反演模型。实验结果表明，该模型能实现海水温度和盐度的精确同步测量，温度反演误差在±0.10℃以内，最大不确定度为±0.13℃；盐度误差在±0.06‰范围内，最大不确定度为0.21‰，对海洋环境监测具有重要意义。" 这篇研究工作基于海洋光学领域，特别是布里渊散射技术的应用。布里渊散射是一种非线性光学效应，当激光在介质中传播时，与介质的声波相互作用，产生频率偏移的光信号，这个频移与介质的声速有关，进而可以反映介质的物理性质，如温度和密度。在海水中，温度和盐度影响声速，从而影响布里渊频移。 传统的海水温度测量方法通常假设盐度为已知常数，建立单值函数来反演温度。这种方法在实际应用中可能存在误差，因为海洋中的盐度并非恒定不变。为了解决这个问题，本研究引入了双波长模型，通过两个不同波长的激光同时测量，利用不同波长对布里渊频移的不同响应来同时估算温度和盐度。这种方法提高了反演的准确性，避免了因忽略盐度变化而导致的误差。 论文的实验结果证明了双波长布里渊激光雷达系统的有效性和精度。这种技术对于实时监测海洋环境变化，尤其是在气候变化研究、海洋环境保护和海洋资源管理等领域具有重大价值。通过精确测量海水的温度和盐度，可以更准确地理解海洋动力学过程，预测海洋环流，以及评估全球气候变化的影响。 这项研究为海洋光学提供了一种创新的测量手段，通过双波长布里渊散射技术实现了海水温度和盐度的高精度同步测量，对提升海洋科学研究的精确性和实时性有着重要贡献。