空-地激光通信链路地面站选址大气信道传输因素研究

对影响空-地激光通信链路地面站选址的大气信道传输因素进行了理论及数值模拟分析、研究。研究表明:(1)大气信道对不同波长激光传输的影响程度不同;(2)能见度越好,大气衰减效应对激光传输的影响越小;(3)激光传输在海拔较高的大气分层中受到的衰减比海拔低的层段小;(4)0.53μm、0.8μm、1.06μm波段激光传输受气溶胶衰减的影响比分子吸收和散射更严重;(5)大气湍流效应会降低直接探测系统的信噪比,恶化传输光束的空间相干性,降低相干探测系统的信噪比。结合部分我国气象统计分析资料及地理分布特点,建议我国空-地激光通信链路地面站选址可多考虑大气衰减及湍流效应影响相对较弱的高海拔、少雾、多晴的西部乡村地区。

对流层电波传播研究与展望

对流层电波传播特性是影响无线电系统性能的重要因素,是电波传播研究的主要领域.本文系统综述了近60年来中国电波传播研究所在无线电气象、地面无线电业务电波传播、空间无线电业务电波传播、电波传播效应对无线电系统影响评估等对流层电波传播不同方向开展的研究和取得的研究进展.在此基础上,最后给出了对对流层电波传播研究的展望.

高斯光束大气传输规律的数值分析

为了分析光束传输与大气参量如大气能见度、折射率结构常数和激光自身参量如激光的波长、光束腰斑半径的关系,以高斯光束为例,推导了其远距离传输规律,采用数值模拟的方法分析了各因素对传输轴上和截面上光强分布的影响。结果表明,一旦激光发射系统的特征参量和大气传输效应的特征参量确定,就可判断激光大气传输的效果。这一结果为激光工程应用的可行性及系统参量的优化设计提供了依据。

激光斜程传输波长选择

当强激光束穿过大气时,大气对光束的各种线性和非线性衰减因素使光束质量和能量密度受到很大的影响。大气对激光束的这些衰减因素都有很强的波长相关性,不同波长的大气光学性质差别非常之大。为了给激光通讯或强激光传输选择最佳传输波长或波段。本文利用计算物理模型模拟计算了分子吸收、分子散射、气溶胶(包括云和雨)消光、衍射、抖动、湍流和热晕对高能激光大气传输的影响。分析其波长相关性后,给出了最佳波段的选择,并具体对几种激光器进行了简要的分析。

Science and technology of atmospheric effects on optical engineering：Progress in 3rd quinquennium of 21st century

Brief introduction with remarks is given for recent work in optical properties of turbulent and turbid atmospheres and their effects on optical engineering. Emphasis about turbulence investigation is paid on spatial structure characteristics of optical turbulence,turbulence profiling with lidar technology, and turbulence prediction based on mesoscale atmospheric model. Discussion of turbid atmosphere study is focused on light scattering by non-spherical aerosol particles, high resolution atmospheric transmittance from solar radiation measurement, total sky imaging with high spectral resolution, and the modulation transfer function of a turbid medium. Key points about light propagation through turbulence include non-Kolmogorov turbulence effects, probability distribution models of scintillation, and combined beam propagation. Atmospheric effects on quantum communication are discussed, and statistical characteristics of atmospheric effects on optical engineering are introduced.