部分相干列陣激光束通過(guò)湍流大氣的傳輸特性研究.pdf

1、光束合成因在高功率系統(tǒng)、慣性約束聚變和高能武器等方面的應(yīng)用而日趨受到關(guān)注。另一方面，激光在湍流大氣中傳輸是一個(gè)有重要理論和實(shí)際應(yīng)用意義的課題。實(shí)際光束存在部分相干和高階模情況。因此，研究部分相干高階模列陣激光束通過(guò)湍流大氣的傳輸特性是十分重要的。本論文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 (1)采用瑞利區(qū)間zR和光束傳輸因子(M2因子)作為光束質(zhì)量的評(píng)價(jià)參數(shù)，推導(dǎo)出了徑向分布的高斯-謝爾模型(GSM)列陣光束zR和M2因子的解析表達(dá)式。研究

2、表明：交叉譜密度疊加時(shí)比光強(qiáng)疊加時(shí)的徑向分布的GSM列陣光束的zR更大，M2因子更小。與一束位于原點(diǎn)處的GSM光束比較，徑向分布的GSM列陣光束具有更長(zhǎng)的準(zhǔn)直距離，但是卻有更高的M2因子。
　　 (2)研究了大氣湍流對(duì)部分相干厄米-高斯(H-G)列陣光束傳輸特性的影響。推導(dǎo)出了部分相干H-G列陣光束在大氣湍流中光強(qiáng)傳輸方程。研究表明：湍流導(dǎo)致光束擴(kuò)展和最大峰值光強(qiáng)下降。但是，光束數(shù)目、光束模階數(shù)、子光束間距越大和光束相干長(zhǎng)度越小

3、的部分相干H-G列陣光束的可聚焦能力受湍流影響越小。
　　 (3)研究了列陣光束在湍流大氣中的角擴(kuò)展和方向性問(wèn)題。推導(dǎo)出了GSM列陣光束和部分相干H-G列陣光束通過(guò)大氣湍流傳輸?shù)亩A矩束寬和角擴(kuò)展θsp的表達(dá)式。研究表明：交叉譜密度疊加時(shí)，相干長(zhǎng)度、束腰半徑、光束數(shù)越小和子光束間距越大的列陣光束的角擴(kuò)展θsp受大氣湍流的影響越小。另一方面，采用角擴(kuò)展作為方向性的評(píng)價(jià)參數(shù)，證明了在一定條件下部分相干H-G列陣光束與單束高斯光束在自