空間大氣層對(duì)強(qiáng)激光傳輸特性的影響.pdf

1、隨著激光技術(shù)的發(fā)展,在激光測(cè)量、激光雷達(dá)、光電對(duì)抗、光電探測(cè)等激光系統(tǒng)中,需要對(duì)目標(biāo)進(jìn)行捕獲、跟蹤、測(cè)量、瞄準(zhǔn)、探測(cè),對(duì)光束準(zhǔn)確控制,使得發(fā)射到目標(biāo)上的光束有穩(wěn)定的性能,理想條件下目標(biāo)接收到的光束不能有相位畸變、強(qiáng)度起伏,需要的信息能準(zhǔn)確接收。但實(shí)際上由于大氣的線性和非線性特性,激光經(jīng)過大氣傳輸后,將受到大氣的調(diào)制：大氣對(duì)激光有吸收和散射作用；大氣湍流引起激光光束畸變；熱暈引起光束發(fā)散,使光束能量發(fā)生衰減、能量重新分布、甚至產(chǎn)生大氣擊穿

2、等效應(yīng)。因此,研究和分析激光在大氣中的傳輸規(guī)律,從而采取必要的技術(shù)措施,使強(qiáng)激光束準(zhǔn)確擊中空中目標(biāo),對(duì)于充分發(fā)揮激光定向系統(tǒng)和強(qiáng)激光干擾設(shè)備的應(yīng)用效能具有十分重要的意義。 激光大氣傳輸特性是研究激光在通過大氣傳播的過程中,大氣與激光相互作用產(chǎn)生的一系列線性與非線性效應(yīng)以及這些效應(yīng)對(duì)激光傳輸?shù)挠绊憽?本文基于正的共焦非穩(wěn)定諧振腔的激光場(chǎng),采用沒有公式表達(dá)函數(shù)形式的激光束,而是直接從激光器輸出光束的物理量直接往后算,也就是從

3、諧振腔本身算起,利用快速傅里葉變換(FFT)研究激光光束在大氣中的傳播特性,分析了強(qiáng)激光器如二氧化碳激光器在大氣傳輸中產(chǎn)生的折射、吸收和散射等線性光學(xué)效應(yīng),以及熱暈等非線性光學(xué)效應(yīng)對(duì)激光強(qiáng)度和激光光束的影響。這些效應(yīng)使激光光束發(fā)生偏轉(zhuǎn),使激光強(qiáng)度和相位發(fā)生變化等。本文給出了激光光束近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度和相位的三維分布圖,重點(diǎn)探討了熱暈效應(yīng)對(duì)激光強(qiáng)度和相位的影響。我們考慮了大氣折射、大氣分子吸收、激光光束的熱效應(yīng)和大氣風(fēng)速等對(duì)激光光束的影響,求