张显峰 曹 静 宗思光 吴荣华 梁善永

(海军工程大学电子工程学院 武汉 430033)



舰船致生物受激发光的水中传输特性研究*

张显峰 曹 静 宗思光 吴荣华 梁善永

(海军工程大学电子工程学院 武汉 430033)

根据光子能量的计算方法，计算分析了海洋中生物体的发光能力，结果表明在低浓度分布时发光生物体的辐照度是完全可测的；考虑随机介质中光传输的多次散射，利用蒙特卡罗方法建立了研究生物光传输特性的理论模型和算法，仿真计算结果表明：生物光在均匀介质中的传输符合朗伯特-比尔衰减定律，随着距离的增加传输能量按指数衰减；通过对给定模型参数的计算表明472nm的生物光在一类海水中传输120m后仍然能够被高灵敏的探测器探测到；波长对生物光水中传输的整体特性影响不大，但随着波长的增加衰减系数增大；生物的粒径大小对衰减系数的影响较大，随着粒径的增大光传输的衰减系数会有较明显的增大。

生物受激发光; 传输特性; 蒙特卡罗; 腰鞭毛虫

Class Number O482.31

1 引言

生物受激发光是海洋生物体受流场刺激而产生的发光现象，通常可在破碎的波浪[1]、舰船的尾流[2]、运动生物[3]的海域等情况下观测到。生物受激发光的研究可为水下目标探测提供一种新的技术手段具有广阔的应用前景，可应用在舰艇尾迹遥感、反潜作战、近海岸反蛙人预警等军事领域，也可应用在海洋水质监测、海洋搜救、鱼群探测、海洋初级生产力监测等方面。由前期的研究[4]可知腰鞭毛虫在机械刺激下能够发出闪烁的且人眼清晰可见的光，那么海洋中这类生物体的发光能力如何？……