大气湍流动态模拟控制平台的研究

发布时间：2020-06-30 22:12

【摘要】：自适应光学(Adaptive Optics, AO)理论自诞生之日起就受到了人们的极大关注，因其独具的自动适应外界环境变化使光学系统始终保持最佳工作状态的功能，该理论从最初在军事、天文成像观测系统中的应用，现已推广到光通信领域、遥感探测领域和眼科医疗等民用领域中。 一般地，自适应光学系统要满足实际应用的需求，需要在实验室内和实地进行性能测试，实地测试之前一般要进行实验室模拟测试。在实验室内评价和测试自适应光学系统的性能时，首要需要解决的问题是实现大气湍流的动态模拟。因此准确地模拟大气湍流成为一个重要的研究课题。本文将Zernike模式法和频域法相结合，实现了大气湍流的动态模拟算法的研究，将纯相位液晶空间光调制器（LC-SLM）作为湍流模拟器件，建立大气湍流动态模拟控制平台，把相位屏信息作为控制信号加载入LC-SLM，实现大气湍流的动态模拟，模拟结果满足大气湍流的时间和空间统计特性。 本文设计的大气湍流动态模拟控制平台主要有两大特点：模拟的动态湍流相位屏更接近真实的大气湍流特性；控制平台的加载速率在硬件配置合适时可达到目前最快的加载速率1000帧/秒。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP273;P425.2
【图文】：

作用的物理本质是大气湍流造成传输光束波前相位分布的随机路径上的大气湍流等效为一个个的薄相位屏[20]，传输光束通过发生随机改变。薄相位屏的构造必须满足大气湍流的统计特征，论，目前已发展出多种大气湍流相位屏的数值模拟方法。本章简、基本统计特性和现有的大气湍流数值模拟方法。流的形成为一种均匀混合的单一气态流体，其运动形式主要分为层流和湍对不同位置产生热量的差异，而地表气流拉伸移位又会形成风速射会造成热对流等，各种因素的影响最终导致垂直方向的近地气下沉，形成空气对流，当这种对流运动处于剧烈无规则的变化]。图 2-1 表示湍流的形成：

播主要受到两方面的影响：组成大气的物传输质量的影响[23]。构成大气的大气分子吸收和散射，造成光束能量的损失，也气，由于其粘滞系数较小，所以多半处于射率产生影响，出现光强闪烁、光束扩展湍流效应[25]-[28]。我们主要研究大气的湍湍流对波阵面的影响。

【参考文献】

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本文编号：2735890