基于光斑圖像優(yōu)化的多光束發(fā)射的光源配置方法.pdf

1、在大氣激光通信中，多光束發(fā)射技術(shù)是一種以較低成本克服大氣湍流的重要方法，但要高效地發(fā)揮其效能，配置光源最為重要和關(guān)鍵。要掌握配置規(guī)律，必須建立光源配置與湍流大氣間的關(guān)系。
　　 本論文利用湍流相位屏理論分析了大氣湍流對(duì)多光束遠(yuǎn)場(chǎng)光斑的影響，分析了多光束光源的幾何分布、間距和光束數(shù)目對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)光斑圖像質(zhì)量的影響，討論了實(shí)現(xiàn)最好的遠(yuǎn)場(chǎng)光斑圖像質(zhì)量所需要的最佳光源配置，以保證后續(xù)定位方法的可靠精度。
　　 論文首先介紹了大氣湍流的

2、基本概念，介紹了激光湍流大氣傳輸?shù)幕纠碚摚⒗孟辔黄练▽?duì)基模高斯激光的大氣傳輸進(jìn)行了仿真分析。
　　 然后，論文利用多層相位屏法建立了多光束湍流大氣傳輸模型。為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，在該模型中光源配置采用平面幾何分布的典型結(jié)構(gòu)，分析了多光束光源的間距和光束數(shù)目對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)光斑圖像質(zhì)量的影響。其中，隨著光束間距的變化，光斑質(zhì)心誤差有一個(gè)極值點(diǎn)，我們對(duì)極值點(diǎn)有一個(gè)合理的解釋。理論分析表明，在中等湍流強(qiáng)度以上的情況，當(dāng)傳輸距離不超過(guò)5km，在平面

3、上幾何均勻分布的基模高斯激光，光源初始間距為60cm，光源數(shù)目為4時(shí)，遠(yuǎn)場(chǎng)光斑圖像質(zhì)量可得到可靠保證。
　　 最后論文通過(guò)建立多光束大氣傳輸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)來(lái)驗(yàn)證優(yōu)化光源配置的理論計(jì)算結(jié)果。通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析光源的配置對(duì)考察位置垂面的遠(yuǎn)場(chǎng)光斑圖像質(zhì)量的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)果符合得較好。
　　 綜上所述，我們通過(guò)理論和實(shí)驗(yàn)研究表明，在多光束大氣傳輸中，的確存在優(yōu)化光源配置的可能；在一定條件下，光源優(yōu)化配置與最好的光斑圖像質(zhì)量