激光在近地大氣中水平傳輸特性研究.pdf

1、本文主要研究了激光在近地大氣中傳輸?shù)奶匦?。論文首先介紹了基于廣義Lorenz-Mie理論的單個(gè)球粒子對(duì)高斯波束的散射理論，給出了散射截面表達(dá)式。對(duì)強(qiáng)會(huì)聚窄束腰高斯波束的波束系數(shù)計(jì)算是高斯波束傳輸中關(guān)鍵問題，本論文利用區(qū)域近似方法對(duì)高斯波束入射時(shí)散射截面和不對(duì)稱因子進(jìn)行了系統(tǒng)的數(shù)值計(jì)算，在此基礎(chǔ)上介紹了高斯波束入射時(shí)的蒙特卡羅方法，利用蒙特卡羅方法模擬了高斯波束入射時(shí)大氣離散隨機(jī)介質(zhì)對(duì)其散射特性的影響，分析了束腰半徑和波長(zhǎng)對(duì)透過率和衰減的

2、影響。計(jì)算表明，束腰寬度越大、透過率越小，衰減越大，即粒子對(duì)波束的散射越強(qiáng)。本論文還研究了激光波束在大氣湍流中傳輸時(shí)對(duì)雙頻互相干函數(shù)特性的影響，及脈沖波通過湍流大氣后脈沖形狀的變化，分析了波束尺寸變化對(duì)互相干函數(shù)和對(duì)脈沖波形的影響。結(jié)果表明，湍流大氣對(duì)波束的雙頻互相干函數(shù)影響的主要因素是大氣結(jié)構(gòu)常數(shù)，內(nèi)尺度效應(yīng)在適度湍流強(qiáng)度下也需要考慮，另外，波束寬度的改變也會(huì)對(duì)脈沖形狀有較大的影響。最后簡(jiǎn)要介紹了激光在近地大氣中傳輸特性可視化仿真軟件