【摘 要】
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在远距离遥感、成像和通信等系统中,对光束在大气湍流中的传输特性研究是非常重要和必要的.在过去的几十年中,开展了大量光束光束大气传输的理论和实验工作.在前述研究中,广泛采用Kolmogonov功率谱模型描述大气湍流,进行相关研究,然而,最近大量的实验研究表明:在实际大气中,并不是所有的大气湍流都能采用上述模型描述,而且,当光束沿着垂直方向传输时,湍流展现出很强的非Kolmogonov特征.Ⅰ.Tos
【机 构】
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国防科学技术大学光电科学与工程学院,湖南长沙410073
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在远距离遥感、成像和通信等系统中,对光束在大气湍流中的传输特性研究是非常重要和必要的.在过去的几十年中,开展了大量光束光束大气传输的理论和实验工作.在前述研究中,广泛采用Kolmogonov功率谱模型描述大气湍流,进行相关研究,然而,最近大量的实验研究表明:在实际大气中,并不是所有的大气湍流都能采用上述模型描述,而且,当光束沿着垂直方向传输时,湍流展现出很强的非Kolmogonov特征.Ⅰ.Toselli等,利用广义指数和广义幅度因子,引入了非Kolmogorov功率谱来描述大气湍流的模型,当指数α=11/3时,该功率谱与传统的Kolmogorov功率谱等价.基于非Kolmogorov功率谱模型的光束传输研究表明,光束在非Kolmogonov湍流中传输的特性不同于Kolmogonov湍流中的传输特性.同时,由于双曲余弦高斯光束可以通过改变参数,获得在很多重要应用中适用的光强分布,得到了广泛的研究.但是截断部分相干双曲余弦高斯光束在非Kolmogonov湍流中的传输研究尚未有公开报道.本文,基于广义惠更斯菲涅耳原理,推导了截断部分相干双曲余弦高斯光束在非Kolmogonov湍流中传输的解析表达式.通过数值模拟,研究了截断光束参数和非Kolmogonov谱参数对传输性能的影响.研究结果表明,截断参数、光束参数及非Kolmogorov湍流参数均会对部分相干双曲余弦高斯光束的传输产生影响.研究结果可以为实际的工程应用提供一定的参考.
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