激光光束大气传输相位屏模拟的时间相关性分析

发布时间：2021-05-14 22:42

　　激光光束作为信息载体在大气激光通信中得到了广泛应用。而在大气湍流环境激光通信链路特性的仿真分析与实验验证中,缺乏时间相关性信息会导致仿真过程的不完整和测试结果的偏差。因此研究大气湍流模拟技术,进而验证分析激光大气传输中湍流相位屏模拟的时间相关性等,对于改善大气激光通信系统的工作性能具有重要的意义。本文在激光大气传输系统中,通过功率谱反演法和泽尼克（Zernike）多项式法生成湍流相位屏,并采用液晶空间光调制器（Liquid Crystal Spatial Light Modulator,LC-SLM）作为大气湍流模拟器加载相位屏进而对激光光束进行相位调制,再通过测量获得的相关参数对比分析相位屏模拟的时间相关性。本文首先对激光大气传输的基本理论以及湍流相位屏模拟技术进行了讨论,并提出了一种旋转截取相位屏的方法模拟动态时变的大气湍流,通过搭建基于LC-SLM的湍流模拟系统进行实验,验证了LC-SLM具有模拟大气湍流的能力。然后研究了相位屏模拟时间相关性分析的方法,这为后续研究奠定了理论基础。最后设计并构建了基于LC-SLM的激光大气传输相位屏模拟系统,测量了评估相位屏模拟的时间相关性参数即... 

【文章来源】：长春理工大学吉林省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文的主要内容
第2章 激光大气传输特性理论
    2.1 大气湍流的基本理论
        2.1.1 大气湍流的形成
        2.1.2 大气湍流的统计模型
    2.2 大气湍流的特征参数
        2.2.1 空间特征参数
        2.2.2 时间特征参数
    2.3 激光在大气湍流中传输特性分析
    2.4 本章小结
第3章 基于LC-SLM的大气湍流相位屏模拟技术研究
    3.1 大气湍流相位屏模拟技术概述
        3.1.1 基于功率谱反演的湍流相位屏模拟方法
        3.1.2 基于泽尼克多项式的湍流相位屏模拟方法
    3.2 基于LC-SLM的湍流相位屏模拟系统设计
        3.2.1 液晶空间光调制器工作原理
        3.2.2 大气湍流模拟相位屏加载方法设计
        3.2.3 大气湍流相位屏模拟系统验证结果
    3.3 本章小结
第4章 大气湍流相位屏模拟时间相关性分析方法研究
    4.1 时间相关性分析方法概述
    4.2 GREENWOOD频率测量方法
        4.2.1 位相差法
        4.2.2 基于Shack-Hartman波前传感器的测量方法
    4.3 时间协方差及时间功率谱
    4.4 本章小结
第5章 湍流相位屏模拟时间相关性实验验证与结果分析
    5.1 实验系统方案设计
    5.2 不同相位屏模拟方法的时间相关性对比分析
        5.2.1 Greenwood频率测量结果分析
        5.2.2 时间功率谱测量结果分析
        5.2.3 光束传输的时间特性测量结果分析
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 未来展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢



本文编号：3186460