像差對激光大氣傳輸閃爍特性影響的數(shù)值仿真研究.pdf

1、大氣湍流和光學系統(tǒng)本身缺陷所引起的波前誤差是影響激光大氣傳輸?shù)膬纱箨P(guān)鍵因素。本文采用多層相位屏的數(shù)值模擬方法，研究了在符合Kolmogorov譜分布的大氣湍流中，系統(tǒng)典型單一像差和復合像差對聚焦高斯激光大氣傳輸閃爍特性的影響規(guī)律。
　　(1)根據(jù)Zernike多項式的波前分解法，構(gòu)建了具有單一類型像差和復合像差的非理想聚焦高斯光束，實現(xiàn)了非理想光束在湍流大氣中傳輸?shù)臄?shù)值仿真。
　　(2)數(shù)值仿真了具有單一像差的高斯光束在湍流

2、大氣中傳輸?shù)拈W爍效應，獲得了典型單一像差對激光大氣傳輸閃爍的影響特征，研究表明:Z7像差對光斑軸閃爍具有最強的促進作用，像差權(quán)重a3＜0.15，a7＜0.3時均會造成閃爍飽和提前出現(xiàn)，Z4、Z8、Z11、Z13和Z24像差在ai＜0.3時會造成閃爍飽和延后出現(xiàn)。且所有單一像差引入均會使光斑軸閃爍達到閃爍峰值后的回落趨勢減弱，甚至消失。光束能量擴散程度與C2n和ai呈正相關(guān)，除Z7像差外，對數(shù)光強起伏標準差也與C2n和ai成正相關(guān)且在軸閃

3、爍達到飽和之前達到一穩(wěn)定峰值。對數(shù)光強分布偏斜度和陡峭度呈負相關(guān)變化，且始終滿足γ1≤0，γ2≥0，并隨著湍流增強，光強越接近對數(shù)正態(tài)分布。
　　(3)數(shù)值仿真了具有復合像差的高斯光束在湍流大氣中傳輸?shù)拈W爍效應，獲得了6種復合像差對激光大氣傳輸閃爍的影響特征，研究表明:在弱湍流區(qū)，不同復合像差條件下，光斑軸閃爍指數(shù)隨湍流強度變化的差異較小，但在中、強湍流區(qū)，其閃爍指數(shù)變化差異明顯。6組復合像差對應的軸閃爍值均低于無初始波像差條件下