许锦 郭洋宁 罗宁宁 李淑静 史久林† 何兴道‡

1) (北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191)

2) (南昌航空大学, 江西省光电信息科学与技术重点实验室, 南昌 330063)

受激布里渊散射在激光雷达海洋遥感领域具有广泛应用, 而水体参数变化对其阈值及增益等关键特征参数影响的研究还很缺乏.本文利用分布式噪声模型及耦合波方程, 理论分析了水的温度、压强和衰减系数对受激布里渊散射阈值和增益系数的影响.在理论分析基础上, 设计了一种温度压强可控实验系统, 采用平均衰减系数法实验测量了不同温度、压强及衰减系数下的阈值和增益系数.结果表明, 受激布里渊散射阈值随压力和衰减系数的增大而增大, 随温度的升高而减小, 而增益系数则呈现与阈值相反的变化趋势.温度和衰减系数对阈值和增益系数的影响大于压力.研究结果对受激布里渊散射激光雷达海洋遥感探测具有重要意义.

1 引 言

受激布里渊散射(stimulated Brillouin scattering, SBS)是由入射高功率激光与介质内声波场相互作用而产生的[1-3], 是一种典型的非线性散射效应, 其所具有的脉宽压缩、高能量反射率、多普勒频移等特殊性质使其在高功率短脉冲激光的获取[4]、窄带射频和光信号滤波[5,6]、超宽带信号的产生[7]、高灵敏度和高特异性的布里渊散射显微镜的研制[8,9]和激光雷达水下目标探测[10]等领域具有广泛应用.其中, SBS激光雷达海洋遥感探测技术具有信噪比高、探测距离远和信……