激光热晕及湍流效应室内模拟实验

发布时间：2025-03-15 03:01

　　高功率激光在大气中传输时必然受到大气消光效应和大气湍流效应等线性效应以及热晕等非线性效应的影响,这不仅会导致激光光强衰减,同时会使光束质量下降,限制了高功率激光的应用和发展。已有研究表明湍流与热晕引起的光束畸变均可归为相位的影响,利用自适应光学系统可对其畸变进行校正,因此深入系统地开展大气中湍流及热晕传输效应研究具有重要意义。高功率激光传输效应实验室模拟方法不仅可为相关理论研究提供实验条件,更可克服激光大气传输外场试验中涉及因素多、可重复性及可控性差、试验难度大、成本高等问题。大气湍流效应的实验室模拟方法已较为成熟,而现有的热晕实验模拟多采用高功率激光传输通过强吸收介质的方法,该方法设备复杂建设成本高。本文旨在探索一种易于实现且模拟效果可靠的低成本热晕实验模拟方法,该方法还应便于与湍流模拟实验联合进行大气湍流热晕模拟实验。本文提出采用纯相位液晶空间光调制器（LC-SLM）加载热晕相位屏法获得的远场畸变相位图来模拟热晕光场畸变的实验仿真方法。实验模拟产生的热晕畸变光场光强分布测量图与仿真光强分布图的皮尔逊相关系数不低于0.72。实验验证了该热晕模拟方法的有效性,本实验采用的调制深度为0-2...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.8距离不变风速变化时热晕相位屏相位起伏分布及传输后远场光强分布

s、9m/s时的相位屏相位起伏图与对应的远场光强分布如图2.8所示。表2.2热晕效应典型结果仿真参数设置参数数值参数数值相位屏屏宽/m0.8波长/nm632.8相邻相位屏间距/km1光束束腰半径a/m0.2相位屏数/个5传输距离L....

图3.2热风对流式大气湍流模拟器实物

西安电子科技大学硕士学位论文表3.1主要技术参数表主要技术参数具体参数指标工作室尺寸(mm)1500×800×300工作室温度(oC)室温～50控温精度（oC）±1工作室风速设置范围（m/s）0～1风速精度（m/s）±0.1模拟器箱体测试窗口设置（mm）上部探....

图3.4对数光强时间功率谱

数光强频谱有显而易见的特征，其谱线根据频率高低可被明显地划分为低频段与高频段。在低频段区域，频线呈常数；而对于高频段，据图线所示，频谱则主要呈现出负指数变化关系。图3.4中的频谱与图3.5中实际大气中激光闪烁的频谱特征较为相似，说明该湍流模拟器模拟的大气湍流特征与实际大气较为相符....

图3.5光强闪烁功率谱

数光强频谱有显而易见的特征，其谱线根据频率高低可被明显地划分为低频段与高频段。在低频段区域，频线呈常数；而对于高频段，据图线所示，频谱则主要呈现出负指数变化关系。图3.4中的频谱与图3.5中实际大气中激光闪烁的频谱特征较为相似，说明该湍流模拟器模拟的大气湍流特征与实际大气较为相符....

本文编号：4035054