本文以連續(xù)光束在大氣湍流、熱暈條件下傳輸?shù)南嚓P(guān)理論為基礎(chǔ),建立了激光大氣傳輸多相位屏模型,分別分析了湍流、熱暈分別對激光遠場光斑分布的影響。同時分析了滿足大氣相干長度大于激光器發(fā)射孔徑的條件下,湍流和熱暈兩者關(guān)系,研究了兩者同時作用時對激光遠場光斑的影響。在此基礎(chǔ)上,利用MATLAB語言編寫程序,進行了模擬計算,并與相關(guān)定標結(jié)論進行對比。本主要分為三個部分第一部分,以多相位屏思想為核心,結(jié)合譜反演法和快速傅里葉變換法,對湍流影響下的激光大氣傳輸進行模擬。對不同湍流強度、不同傳輸距離的情況分別進行了模擬計算。得出了隨著激光傳輸距離增加光斑擴展增大,同時隨著湍流強度增加光斑破碎現(xiàn)象更加嚴重的結(jié)論。第二部分,以多相位屏思想為核心,結(jié)合譜反演法和快速傅里葉變換法,對熱暈存在下的連續(xù)光束傳輸進行計算。對不同初始光束強度、不同傳輸距離、不同橫向風(fēng)速下的激光傳輸情況分別進行了模擬計算。結(jié)果表明,隨著傳輸距離增加和初始能量增大,熱暈引起的光斑月牙狀分布更加明顯。同時,風(fēng)速對熱暈存在著抑制作用,即風(fēng)速增大,熱暈效應(yīng)減弱。第三部分,在前兩部的基礎(chǔ)上進行對熱暈和湍流共同作用下的激光傳輸進行模擬計算。在大氣相干長度大于發(fā)射孔徑的尺寸條件下,熱暈和湍流二者是可以看做相互獨立作用,在此情況下利用第二第三部分的方法就傳輸距離、不同初始能量、不同風(fēng)速下的激光大氣傳輸進行模擬。結(jié)果表明了遠場光斑同時具有湍流、熱暈影響下的特征,同時隨著湍流強度增加光斑形狀趨于均勻,熱暈導(dǎo)致的月牙分布消失。該結(jié)果與高能激光定標規(guī)律計算得出的結(jié)果進行對比,結(jié)果吻合良好,表明文章使用的模擬計算方法具有良好的可靠性與實際意義。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN24
文章目錄
摘要
Abstract
符號對照表
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 國內(nèi)外研究狀況
1.2.1 熱暈的國內(nèi)外研究情況
1.2.2 湍流的國內(nèi)外研究情況
1.3 本文的研究內(nèi)容
第二章 湍流大氣中的光傳輸及理論
2.1 大氣的吸收和散射
2.2 湍流的定義和形成
2.3 大氣湍流的基本模型
2.3.1 大氣湍流的統(tǒng)計特征
2.3.2 大氣湍流折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)
2.3.3 大氣湍流折射率功率譜模型
2.4 小結(jié)
第三章 激光在湍流大氣中的數(shù)值模擬
3.1 湍流傳輸方程與多相屏法
3.1.1 拋物型方程
3.1.2 大氣湍流的多層相位屏模擬
3.2 湍流相位屏的構(gòu)建
3.2.1 FFT譜反演法
3.2.2 相位屏的低頻補償
3.3 高斯光在湍流大氣中的傳輸模擬
3.3.1 數(shù)值模擬計算相關(guān)參數(shù)的選取
3.3.2 湍流大氣水平傳輸模擬
3.4 小結(jié)
第四章 高能激光大氣的數(shù)值模擬
4.1 熱暈的形成及其物理圖像
4.2 描述熱暈的相關(guān)理論
4.3 熱暈的數(shù)值模擬
4.4 小結(jié)
第五章 湍流熱暈綜合效應(yīng)下高能激光大氣傳輸
5.1 熱暈和湍流的相互作用
5.2 湍流熱暈共同作用下數(shù)值模擬
5.3 高能激光大氣傳輸?shù)脑u估及定標規(guī)律
5.3.1 純熱暈條件下能量衰減評估的經(jīng)驗公式
5.3.2 熱暈湍流共同存在下傳輸效果評估
5.3.3 定標規(guī)律使用舉例
5.4 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
作者簡介
1. 基本信息
2. 教育背景
3. 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果
【相似文獻】
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