隨機(jī)相位陣列光束在湍流大氣中的傳輸特性.pdf

1、隨著激光雷達(dá)、大氣光通信等技術(shù)的發(fā)展，激光束在湍流大氣中的傳輸特性研究受到廣泛關(guān)注，尤其最近幾年，由單光束相干合成的陣列光束因其在湍流大氣中跟蹤、遙感以及遠(yuǎn)距離光通信的應(yīng)用價(jià)值而備受重視。目前，陣列光束傳輸特性的理論研究工作大多集中在假設(shè)各個(gè)光束的初始相位相同，而在實(shí)際工作中，各個(gè)子光束之間的隨機(jī)相位差直接影響光束合成效果，即對(duì)光束的強(qiáng)度分布以及光束質(zhì)量產(chǎn)生的影響。所以與追求相位相同而獲得高功率激光不同，對(duì)各個(gè)支路加入主動(dòng)的隨機(jī)相位調(diào)制

2、的光纖陣列合成，可以產(chǎn)生空間相干性可控的部分相干光，其在大氣傳輸中具有抑制湍流影響的特性。因此研究隨機(jī)相位陣列光束在湍流大氣中的傳輸特性具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　為了克服Kolmogorov湍流譜和Tatarskii湍流譜在原點(diǎn)有不可積的極點(diǎn)這一缺點(diǎn)，本文研究湍流大氣對(duì)光束傳輸?shù)挠绊憰r(shí)主要采用von Karman譜模型。首先通過(guò)數(shù)值模擬von Karman譜下的湍流大氣相位起伏，采用多層相位屏的方法，對(duì)大氣中不同排布

3、方式的高斯型陣列光束的遠(yuǎn)場(chǎng)光斑進(jìn)行了數(shù)值模擬，并進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。用數(shù)值模擬方法依次研究了高斯型陣列光束在湍流大氣中的強(qiáng)度分布、光束漂移和光強(qiáng)閃爍特性。計(jì)算模型和結(jié)果為工程中實(shí)際應(yīng)用提供了參考。
　　論文介紹了隨機(jī)相位光纖陣列產(chǎn)生部分相干光的原理。設(shè)計(jì)了一套望遠(yuǎn)鏡準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)，對(duì)產(chǎn)生的部分相干光進(jìn)行準(zhǔn)直擴(kuò)束，推導(dǎo)了光纖陣列光束通過(guò) ABCD系統(tǒng)傳輸?shù)墓鈴?qiáng)分布，并將準(zhǔn)直前后進(jìn)行比較，得到理想的效果。實(shí)際大氣密度隨距地面高度不同而變化，