大气湍流对激光信号传输影响的研究.pdfVIP

第36 卷 第4 期 电 子 科 技 大 学 学 报 Vol.36 No.4 2007 年8 月 Journal of University of Electronic Science and Technology of China Aug. 2007 大气湍流对激光信号传输影响的研究 张文涛，朱保华 (桂林电子科技大学电子工程学院 广西 桂林 541004) 【摘要】在不同的大气条件下，分析和研究了大气湍流对激光信号传输时所产生的强度起伏、光束漂移、扩展和相位起 伏及到达角起伏等现象，并在此基础上设计了相应的实验方案，对各种效应进行了具体测试。实验结果表明，随机大气信道 湍流效应对激光信号传输的影响很大，在不同的条件下，大气湍流效应的不同影响程度、湍流的强弱与阳光的强烈程度有关。 晴天中午前后最强，其他时间较弱。这为激光大气通信在大气湍流效应方面提供了一定的依据。 关 键 词 光束漂移; 光束扩展; 强度起伏; 湍流 中图分类号 TB851 文献标识码 A Reseach on the Laser Beam Through Turbulence Atmosphere Channel ZHANG Wen-tao ，ZHU Bao-hua (Department of Electronic Engineering, Guilin University of Electronic Technology Guilin Guangxin 541004) Abstract In laser atmosphere communication technology, the characteristics of the atmosphere channel are very important for the communication system. Atmosphere turbulence causes the undulation of beam intension, the dithering and spreading of beam, etc. These affects of turbulence are analyzed and an experiment system is designed. The experiment results are given and discussed. Key words beam dithering; beam spreading; intension undulating; turbulence 在激光大气通信技术中，大气信道的特性对通 流效应进行了实验分析和研究。 信系统的影响是非常重要的，其中大气湍流效应会 1 大气湍流效应 造成通信过程中光束的抖动、强度起伏，以及光束 扩展和像点抖动等现象。为了解大气湍流的各种影 大气不同部分的物理性质不同，此外，由于热 响，建立大气湍流效应模型，利用特定的实验装置 和风的原因，大气总是不停地流动，从而形成温度、 研究大气湍流对激光束传输的影响是目前激光通信 压强、密度、流速、大小等不同的气流旋涡。这些 技术中的研究热点。大气湍流运动是由于太阳辐射 旋涡也总是处于不停的运动变化之中，它们的运动 和各种气象因素所产生的大气温度的微小随机变化 相互关联、叠加，形成随机的湍流运动，这就是大 (1℃)所导致的大气风速的随机变化而形成。大气温 气湍流。大气湍流运动使大气折射率具有起伏的性 度的随机变化产生大气密度的随机变化，从而导致 质，从而使光波参量(振幅和相位)产生随机起伏，造 大气折射率的随机变化。变化的累积效应导致大气