激光束通過大氣湍流傳輸?shù)牡刃拾霃教匦匝芯?pdf

1、光束的等相面曲率半徑是描述光束波前特性的重要參數(shù)。但是一般光束的等相面為非高斯面或非球面,使得解析方法研究等相面?zhèn)鬏斕匦杂龅胶艽罄щy。另一方面,高功率激光通常具有振幅調(diào)制和位相畸變,列陣激光束因在高功率系統(tǒng)和慣性約束聚變以及高能激光武器等各方面的普遍應(yīng)用,日益受到人們的廣泛關(guān)注。本論文采用等效曲率半徑的方法,解析地研究了部分相干列陣光束以及有振幅調(diào)制和位相畸變光束通過大氣湍流傳輸時(shí)光束曲率半徑的變化特性。主要研究工作有:
　　

2、1、推導(dǎo)了矩形分布列陣高斯.謝爾模型(GSM)光束通過大氣湍流傳輸?shù)牡刃拾霃絉的解析表達(dá)式。研究表明,R由湍流強(qiáng)度、光束參數(shù)以及列陣光束的疊加方式等因素共同確定。湍流使得R減小,但光強(qiáng)疊加時(shí)R受湍流的影響要比交叉譜密度函數(shù)疊加時(shí)R受湍流的影響小。自由空間中,交叉譜密度函數(shù)疊加時(shí)R比光強(qiáng)疊加時(shí)的大。隨著湍流逐漸增強(qiáng),交叉譜密度函數(shù)疊加的R可能大于、等于或者小于光強(qiáng)疊加時(shí)的R。另外,光束相干參數(shù)和子光束數(shù)目越小時(shí),湍流對光束R的影響越小

3、。GSM列陣光束的R受湍流的影響比高斯列陣光束要小。
　　 2、推導(dǎo)出部分相干厄米.高斯(H-G)列陣光束通過大氣湍流的等效曲率半徑R解析式。該解析式可簡化為幾種典型特例。研究表明,在自由空間中,高斯列陣光束的R和高斯-謝爾模型(GSM)列陣光束的尺比部分相干H-G列陣光束的大,但是受湍流的影響也更大。在自由空間中,單束的部分相干H-G光束的R比部分相干H-G列陣光束的小,但是受湍流的影響也更小,光強(qiáng)疊加時(shí),完全相干H-G列陣光

4、束的R比部分相干H-G列陣光束的大,但是受湍流的影響也更大。因此,自由空間中R越大,湍流對R的影響也會越大。湍流會導(dǎo)致光束傳輸?shù)揭欢ň嚯x后,原來在自由空間中大的尺變小,而小的R變大。
　　 3、采用統(tǒng)計(jì)光學(xué)方法推導(dǎo)出截?cái)嗟挠姓穹{(diào)制和位相畸變光束通過大氣湍流的等效曲率半徑R的解析表達(dá)式。研究表明,在自由空間中,位相畸變參量、振幅調(diào)制參量和光束截?cái)鄥⒘吭酱?R越大,但其R受湍流的影響也會越大。在自由空間中高斯光束的R最大,但其受湍