湍流廓线激光雷达扩展信标光源传输的数值模拟研究

来源 :中国科学院合肥物质科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ahehehehehe
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大气参数的测量中,激光束质量对测量结果有着重要的影响,而对于由聚焦光斑作为信标光源的湍流廓线激光雷达系统来说更是如此。论文借助数值模拟的手段,研究光源的扩展尺度对系统的影响程度。   论文首先叙述了大气折射率起伏的统计特性,阐述了光波在大气中的传播规律以及大气湍流参数的一般测量方法;接着介绍了激光大气湍流廓线雷达的结构和基本原理,并分析了湍流对发射激光束的漂移和扩展影响。然后论文中详细讨论了激光大气传输数值模拟的基本方法,并对快速傅立叶谱反演算法做了详尽的论述,结果显示谱反演算法会丢失湍流谱中的低频部分,而用低频补偿的方法可以很好的弥补模拟相位屏的低频不足。最后,论文提出扩展光源传输模拟的具体方法,通过设置不同强度的湍流相位屏,得出模拟结果。我们将不同尺度的信标光源传输结果进行对比,得出当信标光源尺寸达到四到五倍于衍射极限的情况下,所得的测量结果和一倍衍射极限相比已经达到15%左右的偏差,因此当湍流强度导致发射系统光源扩展太大时,测量结果已经不具有可信度。
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