摘要
激光在湍流大气中起伏的频谱特征对激光大气应用以及波前补偿系统有重要意义.当光束发散角很小或很大可作为平面波或球面波处理时,对于内尺度为零的局地各向同性湍流,对数振幅和相位起伏的高频功率谱密度呈-8/3次幂律.大气湍流的复杂性、激光束的特殊结构以及不同的传播起伏条件使这一结论不适用于一般情况,理论分析表明光波起伏高频特征与下列因素有关:
1) 接收口径.对于平(球)面波,随着接收口径增大,高频功率谱在低的频率上偏离-8/3幂律;当接收口径接近菲涅耳尺度时,高频功率谱完全呈现-11/3的幂律.
2) 激光束波型.当激光束不能作为平(球)面波处理时,主要取决于菲涅耳尺度与光斑半径的比值.对于内尺度为零的局地各向同性湍流,当该比值约小于1时,高频功率谱呈-8/3和-14/3两段幂律;当该比值约等于或大于1时,高频功率谱仅呈-14/3的幂律.
3) 湍流耗散区的谱特征.湍流内尺度是一个关键的参量,随着内尺度的增大和风速的减小,高频功率谱以越来越快的趋势下降.
上述结果得到了实验的验证,连续的实验观测表明:高频功率谱的幂律值也是一个起伏的量,反映了大气湍流的复杂性.(OG12)
出处
《激光与光电子学进展》
CSCD
2001年第9期48-48,共1页
Laser & Optoelectronics Progress
基金
国家高技术研究发展计划(863计划)
