部分相干光在大氣湍流中的光強(qiáng)分布與光束擴(kuò)展.pdf

1、激光在大氣中傳輸時，受湍流的影響，光束在接收面上的強(qiáng)度變?nèi)?，同時出現(xiàn)光束展、角擴(kuò)展等效應(yīng)，這效應(yīng)嚴(yán)重影響著激光通信、跟蹤及成像等系統(tǒng)的性能。另一方面，實際的激光器所輸出的光束一般都是部分相干的。因此，研究大氣湍流對部分相干光傳輸特性的影響，具有重要的理論意義和實際意義。本文主要研究了部分相干光在大氣湍流中沿水平和斜程路徑傳輸時的光強(qiáng)分布和擴(kuò)展情況。主要工作如下：
　　1．基于廣義惠更新-菲涅爾原理、交叉譜密度函數(shù)，利用修正Von

2、Karmon譜模型以及ITU-R頒卻的大氣折射率結(jié)構(gòu)模型．以部分相干高斯-謝爾光束為模型，推導(dǎo)出光束在大氣湍流和自由空間中傳輸時的光強(qiáng)分布表達(dá)式。
　　2．根據(jù)推導(dǎo)出的光強(qiáng)分分布公式，對比了部分相干光和完全相干光在大氣端流和自由空間中傳輸時的光強(qiáng)分布情況，討論了光束沿水平和斜程路徑傳輸時光束光強(qiáng)受端流影響的大小，分析了斜程和水平傳輔時天頂角、湍流項參數(shù)以及光束自身參數(shù)對光束光強(qiáng)的影響，同時給予相應(yīng)的物理解釋。
　　3．根據(jù)光

3、束擴(kuò)展和角擴(kuò)展的定義式，進(jìn)一步推導(dǎo)出光束在大氣端流中傳輸時的光束擴(kuò)展及角擴(kuò)展表達(dá)式，討論了光束在不同傳輸路徑下擴(kuò)展系數(shù)受湍流影響的大小，系統(tǒng)分析了斜程和水平傳輸時天頂角、湍流項參數(shù)及光束自身參數(shù)對光束擴(kuò)展及角擴(kuò)展的影響。
　　結(jié)果表明：部分相干光在大氣湍流中傳輸時的抗湍流特性要強(qiáng)于完相干光；部分相干高斯-謝爾光束在自由空間中水平傳輸時的歸一化光強(qiáng)同斜程傳輸時的歸一化光強(qiáng)分布相同；當(dāng)天頂角小于π/4時，光束在斜程傳輔時的光束擴(kuò)展和角