大气湍流对激光传输的影响研究

论文摘要

随着激光技术日趋成熟,激光在大气中的传输应用正受到各国日益广泛的重视,如激光通讯、激光雷达、激光武器、激光测距以及激光能量的输运等等。大气湍流对激光在大气中传输引起的随机变化,会严重限制不同激光工程系统的使用性能,甚至决定了激光工程系统的技术可行性。因此,研究激光大气传输湍流效应具有重要的理论和应用意义。本课题针对大气信道的随机特性,研究了大气随机信道对半导体激光传输的影响。分析了大气的吸收、散射等对半导体激光传输造成的影响,研究了半导体激光在大气湍流中传输受到的相位起伏、到达角起伏、强度起伏、大气闪烁、光束漂移和扩展等六个方面的影响。其中,重点对激光光强的起伏和激光束的漂移两方面进行了详细的研究。我们设计了一个光斑实时显示系统,并使用这个系统进行了大量的外场实验,在不同的气候条件下以及不同时刻对激光光斑进行测量,并对得到的数据进行对比分析,得出白天的湍流强度大于夜晚的湍流强度；湿度小的天气的湍流强度大于湿度大的天气的湍流强度；在能见度较高的情况下,激光在大气中传输时能量损耗小,性能发挥充分等结论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文主要内容
• 第二章 大气对激光传输的影响
• 2.1 大气折射和色散对激光传输的影响
• 2.2 大气吸收对激光传输的影响
• 2.3 大气湍流对激光传输的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 激光光斑的理论分析
• 3.1 激光光斑的光强分布
• 3.2 激光束的漂移
• 3.3 本章小结
• 第四章 实验系统
• 4.1 实验系统简介
• 4.2 实时显示系统结构
• 4.3 本章小结
• 第五章 实验结果分析
• 5.1 实验结果及分析
• 5.2 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献