激光大气传输吸收衰减效应研究.pdfVIP

第 36 卷 　第 3 期 ( ) 河南师范大学学报 自然科学版 Vol . 36 　N o. 3 2008 年 5 月 　　　　　　 　 ( ) 　　　　　 　　 J ou rnal of H enan N orm al Uni ve rs i ty N at u ral S cience M ay . 2008 　　文章编号 :1000 - 2367 (2008) 03 - 0056 - 03 激光大气传输吸收衰减效应研究 1 2 2 2 时建群 ,魏山城 ,韩雪云 ,周晓艳 ( 1. 安阳师范学院 物理系 ,河南 安阳 455000 ;2 . 河南师范大学 物理与信息工程学院 ,河南 新乡 453007) 摘 　要 :大气随机信道对激光传输性能的影响是制约激光通信的重要因素之一 , 因此开展对大气信道的研究 对实现激光通信的实用化具有非常重要的意义. 通过研究 ,给出了激光在大气中传输吸收损耗实用计算的数学模 型 ,并经过仿真计算 ,得到了一些有益结论 ,并以此提出了激光通信设计时的一些相应的解决途径. 关键词 :激光 ;光通信 ;大气吸收 ;损耗 TN0 12 　　　　　　　　　　　　　　　 A 中图分类号 : 文献标识码 : 激光因其独特的性质 ,在众多领域都得到了广泛的应用 ,尤其是在通信领域. 由于激光通信系统具有通 信容量大 、传输码率高 、必威体育官网网址性能好等诸多优点 ,与其它通信手段相比, 是 目前大容量空间通信最具竞争力 的解决方案. 大气激光通信又称为无线光通信 ,它是以光波为载体 ,在大气中传递信息的通信技术. 由于大气信道是 随机的 ,激光在通过大气信道传输时会产生大气衰减效应及大气湍流效应 ,从而造成光束的弯曲、闪烁 、漂 移 、扩展 、畸变及光能损失等现象. 因此研究大气信道的大气衰减效应和大气湍流效应对于提高无线光通信 系统性能具有重要意义. 本文主要对激光在大气中的吸收衰减特性进行研究 ,给出实用的大气吸收衰减计算 方法 ,为无线激光通信系统设计提供依据. 1 　激光在大气信道中的吸收衰减特性 当激光在大气中传播时 , 由于大气中存在着各种气体分子和微粒 ,如尘埃 、烟雾以及刮风 ,下雨 ,下雪等 ( ) 气象现象 ,使部分能量因散射而偏离原来的传播方向 即辐射能量在空间重新分配 ,部分光辐射能量被吸收 ( ) 而转变为其他形式的能量 如热能等 . 大气对激光引起的吸收衰减主要有大气分子吸收和大气气溶胶吸收. 相应的大气吸收衰减系数由两项 组成[ 1] : α(λ) α(λ) α(λ) ( ) = m + n , 1 式中 , α(λ) 为大气分子吸收引起的衰减系数, α(λ) 为气溶胶吸收引起的衰减系数. m n 1 . 1 　大气