Дистанционная диагностика водных сред методами нестационарной лазерной спектроскопии

• Автор: Баулин, Евгений Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 220 c. : ил

ГЛАВА 1. РАСЧЕТ ВРЕМЕННОЙ ЗАВИСИМОСТИ ЭХО-СИГНАЛА
НА СМЕЩЕННОЙ ЧАСТОТЕ
§ 1. Гидрооптические характеристики (обзор)
§ 2. Распространение излучения в случайно-неоднородных
средах (обзор)
§ 3. Обзор методов решения уравнения переноса излучения
§ 4. Расчет величины и временной зависимости эхо-сигнала
4.1. Стационарный случай
4.2. Влияние рассеяния на формирование эхо-сигнала
при дистанционном лазерном зондировании
4.3. Решение нестационарной задачи дистанционного зондирования
§ 5. Постановка задачи определения параметров среды
по эхо-сигналу
ГЛАВА 2. РЕШЕНИЕ ОБРАТНОЙ 'ЗАДАЧИ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ЛАЗЕРНОЙ
СПЕКТРОСКОПИИ ВОДНОЙ СРЕДЫ МЕТОДОМ ВНУТРЕННЕГО
РЕПЕРА (теория)
§ 1. Анализ временной зависимости эхо-сигнала
§ 2. Определение вертикальных распределений температуры
и солености по форме полосы СКР воды
§ 3. Определение вертикальных распределений концентрации
флуоресцирующих частиц с использованием СКР воды в качестве внутреннего репера
3.1. Принцип дистанционной лазерной флуориметрии водных сред с калибровкой по СКР воды (обзор)
3.2. Расчет временного хода флуоресцентного параметра
при однородном распределении примеси
3.3. Неоднородное распределение флуоресцирующей
примеси

§ 4. Краткие выводы
ГЛАВА 3. РЕШЕНИЕ ОЕРАЖМ ЗАДАЧИ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ЛАЗЕРНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ ВОДНОЙ СРЕДЫ МЕТОДОМ ВНУТРЕННЕГО
РЕПЕРА (эксперимент)
§ 1. Схема установки
1.1. Экспериментальная установка с временным разрешением
1.2. Контрольная установка с высоким спектральным разрешением
§ 2. Влияние геометрии зондирования на величину
эхо-сигнала
§ 3. Исследование временного хода эхо-сигнала
§ 4. Сравнение возможностей нестационарной спектроскопии
и бистатической схемы зондирования
§ 5. Восстановление профиля флуоресцирующей примеси
5.1. Восстановление постоянного распределения флуоресцирующей примеси
5.2. Исследование неоднородного распределения примеси
§ 6. Краткие выводы
ГЛАВА 4. ЛАЗЕРНОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ ВОДНОЙ СРЕДЫ В НЕЛИНЕЙНОМ
РЕ ЕЖ
§ 1. Оценка нелинейности распространения зондирующего
излучения, вызванная просветлением среды
§ 2. Учет эффекта насыщения флуоресценции при дистанционном зондировании водных сред
§ 3. Экспериментальные исследования нелинейности
флуоресценции при дистанционном зондировании
§ 4. Источники погрешностей в определении параметров
насыщения
§ 5. Краткие выводы

ГЛАВА 5. НЕЯИШЙНАЯ ФЛУОРИМЕТРМ ФИТОПЛАНКТОНА
§ 1. Необходимые сведения о фитопланктоне (обзор)
§ 2. Экспериментальное исследование флуоресценции
фитопланктона
§ 3. Факторы, приводящие к нелинейности флуоресцентного
отклика ФСЕ
§ 4. Описание процессов преобразования фотовозбуждения
в ФСЕ
§ 5. Практические возможности дистанционной диагностики
фитопланктона
§ 6. Краткие выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

симостью 2. В свою очередь, вклад однократного рассеяния в эхо-сигнал составляет 15...20%. Отметим, что эти расчеты выполнены для случая квазистационарного зондирования. При этом использовались следующие значения параметров: А=16 см, 2а=0,0045, 2ар^ = =0,6 см, 2л9Хг = =0,25, £дл* = £Д^;=0,05 см, =13 см, =
=0,034 м“1, зеего =0,34 м“1, <5^* =0,13 м-1, =0,1 м"1
=0,03, 2* =10 м.
Таким образом показано, что влияние рассеяния кратности выше первой пренебрежимо мало при расстройке оптических осей передатчика и приемника в пределах 0,01 рад от точки, соответствующей максимальному сигналу для квазистационарного зондирования.
Для объяснения полученной зависимости рассмотрим процесс формирования интегрального эхо-сигнала при увеличении толщины слоя 2/это* . На рис.10 приведено семейство таких кривых для различных значений эе и (Г при оС =0. Расчеты показали, что для
+■ 6~шз и зе13г + дСбю . характерных для открытых районов океанов, основной вклад в эхо-сигнал дают первые три метра водной среды. Вклад глубин более пяти метров составляет 0,1% принимаемого эхо-сигнала. Известно /123/, что в этой области преобладает однократное рассеяние при распространении узкого пучка излучения. Оказалось, что прием сигнала отклика узконаправленным приемником из этой зоны не приводит к заметному отличию от модели однократного рассеяния. Из рис.10 следует также, что изменение почти на два порядка показателей 'ЗС тк б приводит к изменению регистрируемого сигнала в пределах порядка, причем показатель поглощения в большей степени влияет на величину эхо-сигнала, чем показатель рассеяния.
Таким образом, зависимости на рис.9 являются подтверждением предположения об основном вкладе нерассеянного и однократно рассеянного излучения в формирование эхо-сигнала. Отметил, что при