像差對(duì)激光大氣傳輸閃爍特性影響的數(shù)值仿真研究.pdf

1、大氣湍流和光學(xué)系統(tǒng)本身缺陷所引起的波前誤差是影響激光大氣傳輸?shù)膬纱箨P(guān)鍵因素。本文采用多層相位屏的數(shù)值模擬方法，研究了在符合Kolmogorov譜分布的大氣湍流中，系統(tǒng)典型單一像差和復(fù)合像差對(duì)聚焦高斯激光大氣傳輸閃爍特性的影響規(guī)律。
　　(1)根據(jù)Zernike多項(xiàng)式的波前分解法，構(gòu)建了具有單一類型像差和復(fù)合像差的非理想聚焦高斯光束，實(shí)現(xiàn)了非理想光束在湍流大氣中傳輸?shù)臄?shù)值仿真。
　　(2)數(shù)值仿真了具有單一像差的高斯光束在湍流

2、大氣中傳輸?shù)拈W爍效應(yīng)，獲得了典型單一像差對(duì)激光大氣傳輸閃爍的影響特征，研究表明:Z7像差對(duì)光斑軸閃爍具有最強(qiáng)的促進(jìn)作用，像差權(quán)重a3＜0.15，a7＜0.3時(shí)均會(huì)造成閃爍飽和提前出現(xiàn)，Z4、Z8、Z11、Z13和Z24像差在ai＜0.3時(shí)會(huì)造成閃爍飽和延后出現(xiàn)。且所有單一像差引入均會(huì)使光斑軸閃爍達(dá)到閃爍峰值后的回落趨勢(shì)減弱，甚至消失。光束能量擴(kuò)散程度與C2n和ai呈正相關(guān)，除Z7像差外，對(duì)數(shù)光強(qiáng)起伏標(biāo)準(zhǔn)差也與C2n和ai成正相關(guān)且在軸閃

3、爍達(dá)到飽和之前達(dá)到一穩(wěn)定峰值。對(duì)數(shù)光強(qiáng)分布偏斜度和陡峭度呈負(fù)相關(guān)變化，且始終滿足γ1≤0，γ2≥0，并隨著湍流增強(qiáng)，光強(qiáng)越接近對(duì)數(shù)正態(tài)分布。
　　(3)數(shù)值仿真了具有復(fù)合像差的高斯光束在湍流大氣中傳輸?shù)拈W爍效應(yīng)，獲得了6種復(fù)合像差對(duì)激光大氣傳輸閃爍的影響特征，研究表明:在弱湍流區(qū)，不同復(fù)合像差條件下，光斑軸閃爍指數(shù)隨湍流強(qiáng)度變化的差異較小，但在中、強(qiáng)湍流區(qū)，其閃爍指數(shù)變化差異明顯。6組復(fù)合像差對(duì)應(yīng)的軸閃爍值均低于無初始波像差條件下