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关于激光大气传输的仿真研究进展
1
作者 周焕然 朱辰 +3 位作者 王超 李松山 吕坤鹏 贾佑权 《激光与红外》 北大核心 2025年第2期163-169,共7页
激光大气传输的影响仿真对各种激光器的实际应用都具有非常重要的意义,可以为激光器实际试验顺利开展提供重要保障。主要介绍激光大气传输仿真中大气衰减、湍流、热晕对激光束的影响仿真及相关工作,在大气衰减方面,通常需要计算大气透过... 激光大气传输的影响仿真对各种激光器的实际应用都具有非常重要的意义,可以为激光器实际试验顺利开展提供重要保障。主要介绍激光大气传输仿真中大气衰减、湍流、热晕对激光束的影响仿真及相关工作,在大气衰减方面,通常需要计算大气透过率,目前已有成熟的仿真软件;在大气湍流方面,目前有相位屏法可以等效相位和折射率的扰动来模拟随机湍流,进行激光光束在湍流中的传输仿真,不能实际的对湍流进行仿真;在大气热晕方面,因热晕具有随机性和瞬时性,目前大多数学者只进行了稳态热晕研究。激光大气传输仿真还需要在湍流和热晕耦合以及对线性非线性效应联合建立仿真系统,激光大气传输仿真平台搭建等方面还需要更进一步的研究。 展开更多
关键词 激光大气传输 衰减 湍流 热晕 仿真
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基于Lasso回归算法的激光大气传输快速评估模型研究
2
作者 黄志福 张滢 +5 位作者 李南 冯晓星 王志强 乔春红 范承玉 王英俭 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第7期382-391,共10页
采用中国科学院合肥物质科学研究院自行研制的高精度激光大气传输四维数值模拟程序(HELP-4D),针对1μm波段固态激光在典型应用场景下的大气传输过程进行数值仿真,构建了40 000组数据集。以数据集内激光发射系统参数、传输场景参数、传... 采用中国科学院合肥物质科学研究院自行研制的高精度激光大气传输四维数值模拟程序(HELP-4D),针对1μm波段固态激光在典型应用场景下的大气传输过程进行数值仿真,构建了40 000组数据集。以数据集内激光发射系统参数、传输场景参数、传输效应特征参数等作为输入,激光到达目标处光斑扩展半径、扩展倍数等光束质量评价因子作为输出,采用机器学习技术,建立了基于Lasso回归算法的评估模型。结果表明,当大气相干长度r_(0)(1~100 cm)、热畸变参数N_(D)(0~500)、大气透过率T(0~1)等特征参数变化幅度较大时,该模型均能较好地评估激光传输效果,模型评估结果与数据集中仿真数据的平均相对误差均≤5%,决定系数和相关系数均≥0.98,单次评估时间在微秒量级。该模型能够快速准确地评估激光大气传输到靶光束质量,为先进激光系统的实际应用提供技术支撑。 展开更多
关键词 Lasso回归 激光大气传输 光束质量评价因子 快速评估
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激光大气传输中热晕的数值模拟 被引量：28
3
作者 陈栋泉 李有宽 +1 位作者 徐锡申 张信威 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 1993年第2期243-252,共10页
采用快速傅里叶变换,研究了激光在大气传输中的热晕现象。得出了一定条件下,热晕随激光输入功率和传播距离的稳态变化规律,并计算了激光在大气中传输10km时发生热晕的功率阈值。在瞬态情况下,研究了有风和无风热晕现象。
关键词 激光大气传输 热晕 数值模拟
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激光大气传输透过率的分析 被引量：16
4
作者 许春玉 谢德林 杨虎 《光电工程》 CAS CSCD 1999年第S1期7-11,共5页
光电对抗中，激光的大气传输透过率的计算是人们非常关注的一个重要问题，它对探测／干扰激光器发射功率的确定有着直接的关系。本文就此问题进行了理论分析，并给出计算方法。
关键词 激光大气传输 大气透射率 大气吸收 大气散射
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高能激光大气传输的仿真实验研究 被引量：4
5
作者 乔春红 范承玉 +2 位作者 王英俭 冯晓星 程东杰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1811-1816,共6页
对高能激光在大气中传输时产生的热晕效应及其相位补偿进行了室内仿真实验测量,获得了自适应光学系统开闭环时用来衡量光束传输效果参量(如远场的光斑图像、质心漂移、二阶矩半径、及Strehl比等)。结果表明,Bradley-Hermann热畸变参数在... 对高能激光在大气中传输时产生的热晕效应及其相位补偿进行了室内仿真实验测量,获得了自适应光学系统开闭环时用来衡量光束传输效果参量(如远场的光斑图像、质心漂移、二阶矩半径、及Strehl比等)。结果表明,Bradley-Hermann热畸变参数在300范围内,自适应光学系统相位补偿效果显著,Strehl比基本大于0.4。然而随着热畸变效应的进一步加强,出现相位补偿不稳定性现象,补偿效果变差。另外,对自适应光学系统开闭环时的实验结果分别与薄透镜近似分析理论及几何光学近似理论作了比较。比较结果表明:薄透镜近似理论与未补偿时的实验结果吻合较好,而几何光学近似理论与补偿后的实验结果存在较大的偏差。 展开更多
关键词 大气光学 高能激光 热晕 自适应光学 相位补偿 激光大气传输
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激光大气传输透过率影响因素研究 被引量：11
6
作者 耿蕊 陈芳芳 吕勇 《激光杂志》 北大核心 2016年第12期13-17,共5页
激光大气传输在激光测距、遥感、激光制导以及激光自由空间通信等领域应用广泛。传输前后激光能量的透过率决定了接收端光学系统入射光强的最大值。因此,对影响透过率各种因素的全面研究十分必要。采用大气辐射传输计算软件MODTRAN对激... 激光大气传输在激光测距、遥感、激光制导以及激光自由空间通信等领域应用广泛。传输前后激光能量的透过率决定了接收端光学系统入射光强的最大值。因此,对影响透过率各种因素的全面研究十分必要。采用大气辐射传输计算软件MODTRAN对激光大气传输路径上的气体分子和气溶胶分布进行模拟,综合考虑地形、海拔、气候条件以及天气变化等众多因素的影响,对激光大气传输透过率的变化进行系统分析。仿真结果表明:激光的大气传输透过率具有波长依赖性,其受纬度和季节变化的影响程度也与波长有关,以8mm至14mm波段激光较为明显;激光大气传输透过率受地形影响明显,透过率数值随激光出射海拔与地表海拔之差DH的增大而增大,但增速逐渐减慢,因此最终透过率趋于稳定值;短波激光(1.06mm)水平传输透过率随DH的增长存在阈值性,阈值与地表海拔高度有关;激光斜程传输天顶角增大会导致透过率数值减小,减小幅度在天顶角接近0度和90度时变小。 展开更多
关键词 激光大气传输 透过率 MODTRAN 大气分子 气溶胶
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聚焦脉冲激光大气传输热晕效应的数值分析 被引量：3
7
作者 冯晓星 范承玉 +1 位作者 王英俭 乔春红 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期574-577,共4页
利用激光大气传输四维程序对序列脉冲激光大气传输热晕效应进行了数值计算和分析。对于均匀大气路径上聚焦传输序列脉冲激光进行数值仿真计算得到，风场渡越时间内的脉冲数Np在2～6之间有利于传输；然后对实际大气模式下序列脉冲激光进... 利用激光大气传输四维程序对序列脉冲激光大气传输热晕效应进行了数值计算和分析。对于均匀大气路径上聚焦传输序列脉冲激光进行数值仿真计算得到，风场渡越时间内的脉冲数Np在2～6之间有利于传输；然后对实际大气模式下序列脉冲激光进行了数值计算，得到的平均脉冲数N^-p可以在一定条件下对序列脉冲激光进行定量表征的结论。 展开更多
关键词 激光大气传输 序列脉冲 风场渡越时间 数值计算
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激光大气传输湍流与热晕综合效应 被引量：46
8
作者 饶瑞中 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期130-134,共5页
讨论了激光大气传输时的湍流与热晕综合效应问题。提出了根据湍流效应对热晕经验公式进行修正的处理方法,其物理基础是在湍流效应较明显的情况下,由相干距离决定的湍流Fresnel衍射参数远小于由发射口径决定的Fresnel衍射参数时,小尺度... 讨论了激光大气传输时的湍流与热晕综合效应问题。提出了根据湍流效应对热晕经验公式进行修正的处理方法,其物理基础是在湍流效应较明显的情况下,由相干距离决定的湍流Fresnel衍射参数远小于由发射口径决定的Fresnel衍射参数时,小尺度热晕的影响超过整束热晕占主导地位。将修正的经验公式与基于数值计算的定标公式相比较,结果令人满意。 展开更多
关键词 大气湍流 热晕 激光大气传输
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基于虚拟仪器的激光大气传输光斑漂移测量 被引量：2
9
作者 张来线 孙华燕 许嘉纹 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期282-286,共5页
光斑漂移对激光在大气中的工程应用具有重要的影响。设计了一个基于虚拟仪器的激光大气传输光斑漂移测量系统,以NI公司的LabVIEW为核心,通过其强大的硬件接口和CCD完成激光光斑图像信号采集,通过软件接口及Matlab强大的数据处理能力完... 光斑漂移对激光在大气中的工程应用具有重要的影响。设计了一个基于虚拟仪器的激光大气传输光斑漂移测量系统,以NI公司的LabVIEW为核心,通过其强大的硬件接口和CCD完成激光光斑图像信号采集,通过软件接口及Matlab强大的数据处理能力完成信号处理与光斑漂移分析,为激光大气传输特性研究提供了一种新的检测手段。 展开更多
关键词 LABVIEW 激光大气传输 光斑漂移 测量
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激光大气传输研究若干问题进展 被引量：31
10
作者 龚知本 《量子电子学报》 CAS CSCD 1998年第2期114-133,共20页
本文主要总结1995年以来，大气光学重点实验室在激光大气传输研究方面取得的一些重要进展：（1）较系统地测量了影响激光大气传输的大气光学参数，积累了一批资料；（2）提出利用双差分吸收激光雷达测量大气臭氧垂直分布以及利用偏振光... 本文主要总结1995年以来，大气光学重点实验室在激光大气传输研究方面取得的一些重要进展：（1）较系统地测量了影响激光大气传输的大气光学参数，积累了一批资料；（2）提出利用双差分吸收激光雷达测量大气臭氧垂直分布以及利用偏振光的散射测量同时决定大气气溶胶的复折射率和谱分布的新方法；（3）证明了有限时间大气相干长度测量值是一个随机量，并推导出其概率密度分布函数的表达式；（4）提出了描述湍流大气中激光光强起伏的概率分布及激光光斑统计特征的方法；（5）在实际大气湍流与模拟大气湍流中，第一次用实验方法得到了自适应光学相位校正效率与大气湍流强度的定量关系；（6）你建立了有一定特色的包括自适应相位校正的强激光大气传输四维数值计算程序，并得到了部分实验验证。 展开更多
关键词 大气传输 激光大气传输 大气光学 激光传输
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驻区效应对激光大气传输的影响 被引量：2
11
作者 雷广玉 张天树 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期180-184,共5页
对聚焦、转动束的驻区效应作了理论分析，并用激光大气传输四维程序作了校算。理论分析与程序计算结果均表明：在许多情况下，驻区效应的影响并不严重，原因是驻区长度上的激光束热畸变数不大，热畸变扩束半径小于衍射扩束半径。
关键词 驻区 转动束 激光大气传输 扩束半径 热畸变
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SBS相位共轭技术在激光大气传输中的应用
12
作者 于欣 鞠有伦 +4 位作者 王月珠 陈德应 王骐 杜晓军 马祖光 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期382-384,387,共4页
评述了受激布里渊散射相位共轭技术在激光大气传输中的应用 ,重点分析了在激光大气传输过程中利用受激布里渊散射阈值效应可以在目标上主动获得小面积信标光斑的方法及利用SBS相位共轭实现激光大气传输的闭环过程 ,指出其发展前景。
关键词 激光大气传输 受激布里渊散射 SBS 相位共轭 阈值 信标
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在激光大气传输中利用SBS阈值效应实现小面积信标的研究
13
作者 鞠有伦 于欣 +4 位作者 王月珠 陈德应 王骐 杜晓军 马祖光 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期837-840,共4页
　在理论上建立起将受激布里渊散射(SBS)与激光大气传输过程相结合的激光补偿传输的数学模型,并进行了数值模拟,提出并证明了利用SBS阈值效应可以将相位共轭光会聚到目标上一个小面积上,从而在目标上主动获得小面积信标光斑。利用SBS实... 　在理论上建立起将受激布里渊散射(SBS)与激光大气传输过程相结合的激光补偿传输的数学模型,并进行了数值模拟,提出并证明了利用SBS阈值效应可以将相位共轭光会聚到目标上一个小面积上,从而在目标上主动获得小面积信标光斑。利用SBS实现激光大气补偿传输(传输距离250m)的实验研究,证实了上述理论预期。 展开更多
关键词 受激布里渊散射 SBS 信标 激光大气传输 阈值效应 相位共扼效应 补偿传输 数学模型
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“激光大气传输与探测”专辑前言
14
作者 许晓军 朱文越 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期385-385,共1页
1960年,世界上第一台激光器诞生.由于激光在单色性、方向性、相干性和亮度等方面具有普通光源难以比拟的优点,推动了一系列新技术、新学科和新领域的发展,并在现代工业、农业、医疗、通信、军事等众多领域得到了广泛应用。当激光在实际... 1960年,世界上第一台激光器诞生.由于激光在单色性、方向性、相干性和亮度等方面具有普通光源难以比拟的优点,推动了一系列新技术、新学科和新领域的发展,并在现代工业、农业、医疗、通信、军事等众多领域得到了广泛应用。当激光在实际大气中传输时,由于受大气中各种气体、气溶胶与激光之间相互作用以及大气运动(如湍流)的影响,其优点被削弱,限制了其在诸如激光雷达、激光测距、激光能量传输、激光通讯等实际工程中的广泛应用。正因为如此,光波尤其是激光的大气传输规律及其高效探测受到了相关领域的长期关注. 展开更多
关键词 激光大气传输 普通光源 激光通讯 激光雷达 激光测距 大气运动 单色性 气溶胶
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非线性光学效应在激光大气传输补偿中的应用
15
作者 佘辉 杜晓军 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2000年第5期5-7,共3页
简要介绍了利用非线性光学效应实现激光大气传输补偿的基本过程 ,分析了非线性光学效应在激光大气传输补偿中的应用现状及可能的发展趋势。最后还简要介绍了国内在这个方向上开展的工作和进展情况。
关键词 非线性光学效应 相位共轭 激光大气传输补偿
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“激光大气传输与激光雷达”专辑简介
16
作者 饶瑞中 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期273-273,共1页
地球大气是我们赖以生存的生活环境，也是影响电磁波传播的随机非均匀介质。激光具有的高相干度、高亮度、方向性等普通光源无法比拟的优点使它在各个学科与技术领域的应用无所不在、与日俱增。但当激光在大气中长距离传播时，其优点被... 地球大气是我们赖以生存的生活环境，也是影响电磁波传播的随机非均匀介质。激光具有的高相干度、高亮度、方向性等普通光源无法比拟的优点使它在各个学科与技术领域的应用无所不在、与日俱增。但当激光在大气中长距离传播时，其优点被大大破坏，严重限制了各种激光工程（如激光通讯、激光雷达、激光测距以及激光能量输运等）系统的使用性能，甚至决定了激光工程系统的技术可行性。因此激光大气传输规律的研究正受到世界各国日益广泛的重视。对大气影响校正措施的研究导致了自适应光学等先进技术的诞生和蓬勃发展。 展开更多
关键词 激光大气传输 激光雷达 技术可行性 电磁波传播 工程系统 非均匀介质 自适应光学 生活环境
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利用剪切干涉仪测量激光大气传输相位畸变 被引量：4
17
作者 何丽萍 王英俭 范承玉 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第B12期92-96,共5页
文中就利用剪切干涉仪测量激光大气传输相位畸变的问题进行了探讨．对横向剪切干涉仪（ＬＳＩ）及Ｈａｒｔｍａｎｎ波前传感器的波前探测和复原进行了类比仿真分析，结果表明在同等条件下，前者的波前复原能力优于后者．利用我们研制的... 文中就利用剪切干涉仪测量激光大气传输相位畸变的问题进行了探讨．对横向剪切干涉仪（ＬＳＩ）及Ｈａｒｔｍａｎｎ波前传感器的波前探测和复原进行了类比仿真分析，结果表明在同等条件下，前者的波前复原能力优于后者．利用我们研制的二维剪切干涉仪，对激光大气传输湍流效应引起的波前畸变进行了测量，对实验结果进行了初步的研究分析，并首次得到了激光大气传输相位不连续性的直接测量结果，验证了ＬＳＩ应用于测量激光大气传输相位畸变的可行性和优越性． 展开更多
关键词 剪切干涉仪 波前传感器 相位畸变 激光大气传输
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强激光大气传输中晕及其补偿 被引量：2
18
作者 林德文 谢利娟 +1 位作者 谢树茂 郑绍唐 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 1993年第2期253-262,共10页
文章给出用4-D程序计算热晕问题的数值结果,用包括信标光在内的4-D程序对相位补偿和场补偿进行了数值模拟,结果表明,单纯的相位补偿是不稳定的(PCI),场补偿是完全有效的。
关键词 热晕 补偿 激光大气传输 大气
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强激光大气传输中拉曼散射的数值计算 被引量：1
19
作者 张天树 雷广玉 +1 位作者 郑绍唐 杜祥琬 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 1994年第4期599-606,共8页
用经典理论推导了强激光大气传输中由于氮的转动受激Ｒａｎｍａｎ散射所造成的对传输功率的限制方程，并计算了光强的阈值，得到了阈光强与激光波长和脉宽的关系；此外，还研究了二维效应和激光脉冲系列通过大气时声子激发的累加效应。
关键词 激光大气传输 拉曼散射 数值计算
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高能激光大气传输性能评估技术 被引量：14
20
作者 朱文越 钱仙妹 +1 位作者 饶瑞中 王辉华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期9-20,共12页
激光在实际大气中的传输效果不仅与其自身传输机理有关,还与大气因素密切相关,因此,准确评估激光大气传输的效果,不仅需要开展激光传输机理的研究,建立激光大气传输数理模型,还需要对实际传输过程中的大气光学特性进行测量、分析和预测... 激光在实际大气中的传输效果不仅与其自身传输机理有关,还与大气因素密切相关,因此,准确评估激光大气传输的效果,不仅需要开展激光传输机理的研究,建立激光大气传输数理模型,还需要对实际传输过程中的大气光学特性进行测量、分析和预测。鉴于实际大气环境的复杂性及多因素耦合的制约,激光大气传输的机理研究大都采用大气参数可控的物理实验平台和数值仿真软件平台进行研究,而大气光学特性的研究则在大量实地测量分析的基础上,重点发展基于物理相关性分析和数学模型构建的光学湍流模式化表征研究。简要介绍了国内外高能激光大气传输性能评估技术的发展情况,面向高能激光系统未来的实际应用,指出了其发展趋势。 展开更多
关键词 激光大气传输评估 湍流 热晕
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