空間目標大氣非等暈射線軌跡成像模擬.pdf

1、地球大氣是典型的非均勻介質(zhì)，光在其中傳播時將會受到隨機的擾動，主要體現(xiàn)為光的波前隨機起伏，即大氣非等暈效應(yīng)。波前隨機起伏將造成成像分辨率的極大降低，是諸如成像望遠鏡，航空測繪等工作于大氣環(huán)境中光學(xué)系統(tǒng)都必然遭遇的問題。
　　本文針對這種情況，考慮利用數(shù)值模擬方法來對大氣湍流條件下的望遠鏡成像過程進行模擬研究。工作的主要步驟如下:
　　第一，從大氣湍流統(tǒng)計特性出發(fā)，結(jié)合頻率域上的傅里葉變換法和空域上的Zernike多項式展開法

2、建立模擬大氣湍流的隨機相位屏的數(shù)學(xué)模型，并對這兩種方法采取相應(yīng)的技術(shù)改進。
　　第二，對相位屏數(shù)學(xué)模型進行仿真，并對比相位結(jié)構(gòu)函數(shù)曲線的相似度驗證所得相位屏的正確性。結(jié)果表明:兩種方法模擬得到的相位屏都符合Kolmogorov譜的統(tǒng)計特性。同時，從相位函數(shù)結(jié)構(gòu)曲線可以看出，改進的次諧波補償和增加Zernike多項式的項數(shù)這兩種技術(shù)都能很好的改善模擬相位屏的不足。
　　第三，在標量衍射理論基礎(chǔ)上，結(jié)合多層相位屏和射線軌跡，建立