基于激光偏转效应的水下邻域声场重建方法

作     者：甄旖璠 薛彬 Zhen Yifan;Xue Bin

作者机构：天津大学海洋科学与技术学院天津300072 

出 版 物：《激光与光电子学进展》 (Laser & Optoelectronics Progress)

年 卷 期：2024年第61卷第5期

页      面：98-107页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070206[理学-声学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFC3104600) 国家自然科学基金(62075162,62001329)。 

主　　题：激光偏转 光学声场重建 声全息 边界延拓 

摘      要：水下邻域声场的高精度重建对研究分析邻域声场结构特点和提升水声传感性能有重要意义。在激光束宽度远小于声波波长的条件下,激光束穿过声场的偏转效应既携带了声场声压信息,也携带了梯度信息,这为直接引入Kirchhoff积分定理进行声场重建计算提供了数据传感基础。在此基础上,利用激光传感声场的稠密性,引入虚拟扩展声场孔径的计算方法,进一步接近了Kirchhoff积分定理对无穷大积分区间的理论要求。在水下邻域空间,对提出的声场重建思路和方法进行了验证。实验结果表明,与直接进行声全息的方法相比,所提声场重建方法的峰值信噪比提高了约5.5 dB,为高精度邻域声场传感器的开发提供了可行新思路。