О диагностике оптических неоднородностей воды лидаром на волнах фотонной плотности
https://doi.org/10.7868/S2073667318030012
Аннотация
Предложен метод зондирования макронеоднородностей показателя рассеяния воды с помощью лидара, зондирующий пучок которого модулируется по мощности высокочастотным узкополосным сигналом, а в приемной системе детектируется переменная составляющая сигнала обратного рассеяния на частоте модуляции. Исследована возможность диагностики слоистых рассеивающих структур в воде с помощью такого лидара. Предложена аналитическая модель сигнала обратного рассеяния лидара и сформулированы ограничения ее применимости. Показано, что разрешающая способность лидара по отношению к пространственным неоднородностям показателя рассеяния воды может быть оценена по частотной характеристике сигнала обратного рассеяния. Приведены примеры расчета разрешающей способности и оценен диапазон пространственных масштабов неоднородностей, которые могут быть разрешены лидаром с модулированным зондирующим пучком. Расчет проведен на основе данных о частотных характеристиках сигнала обратного рассеяния, полученных ранее с помощью численного моделирования методом Монте-Карло. Как показывают полученные оценки, предложенный метод открывает возможности диагностики структур неоднородностей с масштабами, ранее недоступными для измерений.
При поддержке: Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 17-05- 00987а).
Об авторах
А. Г. Лучинин
Институт прикладной физики РАН
Россия
Россия
г. Нижний Новгород
Л. С. Долин
Институт прикладной физики РАН
Россия
Россия
г. Нижний Новгород
М. Ю. Кириллин
Институт прикладной физики РАН
Россия
Россия
г. Нижний Новгород
Список литературы
1. Лучинин А. Г., Савельев В. А. О распространении синусоидально модулированного светового пучка в рассеивающей среде // Изв. Вузов. Радиофизика. 1969. № 2. С. 256—262.
2. Лучинин А. Г., Савельев В. А. Асимптотика синусоидально модулированного излучения в изотропно рассеивающей среде // Изв. Вузов. Радиофизика. 1970. № 12. С.1789—1793.
3. Кацев И. Л. О глубинном режиме при распространении в мутной среде синусоидально модулированного пучка света // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1971. № 2. С. 212—218.
4. Лучинин А. Г. Пространственный спектр узкого синусоидально модулированного пучка света в анизотропно рассеивающей среде // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1974. № 12. С. 1312—1317.
5. Гордеев Л. Б., Лучинин А. Г., Щегольков Ю. Б. Экспериментальные исследования структуры узкого синусоидально модулированного пучка света в модельной анизотропно рассеивающей среде // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1975. № 1 С.86—89.
6. Долин Л. С. О волновых свойствах модулированных потоков энергии // Докл. АН СССР. 1976. Т. 230, № 5. С. 1069—1072.
7. Долин Л. С. О рассеянии синусоидально-модулированного излучения на статистических объектах // Изв АН СССР. 1978. № 10. С. 1025—1033.
8. Luchinin A. G., Kirillin M. Yu., Dolin L. S. Backscatter signal in underwater lidars: temporal and frequency features // Appl. Opt. 2018. V. 57. P. 673—677.
9. Luchinin A. G., Kirillin M. Yu. Temporal and frequency characteristics of a narrow light beam in sea water // Applied Optics. 2016. V. 55. P. 7756—7762.
10. Долин Л. С., Левин И. М. Справочник по теории подводного видения. Ленинград: Гидрометеоиздат. 1991. 230 c.
11. Долин Л. С., Савельев В. А. О характеристиках сигнала обратного рассеяния при импульсном облучении мутной среды узким направленным световым пучком // Изв АН СССР. 1971. № 5. С. 505—510.
Рецензия
Для цитирования:
Лучинин А.Г., Долин Л.С., Кириллин М.Ю. О диагностике оптических неоднородностей воды лидаром на волнах фотонной плотности. Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2018;11(3):9-16. https://doi.org/10.7868/S2073667318030012
For citation:
Luchinin A.G., Dolin L.S., Kirillin M.Yu. On Diagnostics of Optical Water Inhomogeneities by Lidar at Photon-Density Waves. Fundamental and Applied Hydrophysics. 2018;11(3):9-16. (In Russ.) https://doi.org/10.7868/S2073667318030012
Просмотров:
86
Послать статью по эл. почте 