用于光传输实验研究的湍流箱的设计和特性分析

大气中折射率起伏主要由温度的随机变化引起,因此可通过调节气流的温度和速度来人工地产生湍流并控制其强度,基于此原理设计并研制了一种用于光传输实验研究的大气湍流箱。通过同时测量传输光波的到达角起伏和闪烁,得到了箱内光传输路径上大气折射率结构常数Cn2和湍流内尺度l0。实验结果显示,Cn2和l0分别受箱内温度和风速的影响。Cn2在温度45℃、风速0.48 m/s时达到1.58×10-11 m-2/3,l0在温度25℃、风速1.04 m/s情况下为2.33 mm。对对数光强时间功率谱的分析表明,此湍流箱所产生的湍流适合用于光波大气传输湍流效应的实验研究。