腔內(nèi)反射鏡熱畸變對(duì)激光大氣傳輸特性的影響.pdf

1、近年隨著激光技術(shù)的快速發(fā)展,激光在大氣中的應(yīng)用受到了各界的廣泛重視,如激光測(cè)距、激光能量傳輸、大氣激光通信和激光雷達(dá)等。激光在大氣中長(zhǎng)距離傳輸時(shí),由于受大氣條件的影響,激光的特性將發(fā)生變化,相干度下降,光束擴(kuò)散。其中由大氣湍流使得折射率隨機(jī)變化從而使光場(chǎng)發(fā)生隨機(jī)變化,這將嚴(yán)重影響各類激光應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)用性能,甚至決定了激光技術(shù)應(yīng)用的可行性。人們已經(jīng)對(duì)部分相干光在湍流介質(zhì)中和自由空間內(nèi)的傳輸特性進(jìn)行了深入的研究,取得了許多成果。由于大氣對(duì)光

2、特性的影響比較明顯,通過(guò)總結(jié)和應(yīng)用規(guī)律,便于人們將激光技術(shù)更好的應(yīng)用于各類應(yīng)用中去。
　　 激光大氣傳輸特性就是研究激光在通過(guò)大氣的傳輸過(guò)程中,激光與大氣相互作用產(chǎn)生的一系列非線性與線性效應(yīng),以及這些效應(yīng)對(duì)激光特性的影響。本文基于虛焦非穩(wěn)定諧振腔的激光場(chǎng),從產(chǎn)生激光的諧振腔內(nèi)算起,考慮了諧振腔內(nèi)部反射鏡熱畸變對(duì)激光光束的影響,用有限元的分析方法研究了腔體高溫引起的腔鏡熱畸變情況,得到了近場(chǎng)的激光相對(duì)光強(qiáng)的分布情況和腔鏡熱畸變對(duì)近

3、場(chǎng)光束的影響。進(jìn)而利用快速傅立葉變換(FFT)來(lái)研究分析激光光束在大氣湍流中的傳輸特性。重點(diǎn)分析了反射鏡熱畸變對(duì)環(huán)形強(qiáng)激光在大氣湍流中傳輸產(chǎn)生的影響,同時(shí)模擬得出在大氣湍流的影響下激光光束傳輸不同距離的強(qiáng)度分布和不同腔鏡熱畸變情況下在大氣湍流中傳輸遠(yuǎn)場(chǎng)的激光相對(duì)光強(qiáng)的分布。并利用B參數(shù)和Strehl比來(lái)評(píng)價(jià)光束質(zhì)量的特性,最終得出:隨著傳輸距離的增加,光束能量向外擴(kuò)展,最高能量減小,光束質(zhì)量被大大地削弱,同時(shí)熱畸變對(duì)光束質(zhì)量的影響也逐漸