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湍流大气中传输光波的波相位结构解析函数 被引量:8
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作者 张逸新 陶纯堪 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期337-339,共3页
在湍流大气对传输光波调制的双尺度湍涡 (大尺度湍涡和小尺度湍涡 )近似下 ,研究了用于计算描述湍流大气中传输光波相干长度变化的核心函数 (互相干函数 )的关键因子波结构函数 (WSF) ,通过建立包含不同尺度湍流因子的折射率起伏谱密度... 在湍流大气对传输光波调制的双尺度湍涡 (大尺度湍涡和小尺度湍涡 )近似下 ,研究了用于计算描述湍流大气中传输光波相干长度变化的核心函数 (互相干函数 )的关键因子波结构函数 (WSF) ,通过建立包含不同尺度湍流因子的折射率起伏谱密度函数 ,导出了可以用于精确理论分析平面波与球面波在湍流大气中传播时所产生的诸如到达角起伏和相干性变化等效应的波相位结构函数的精确解析式 ,同时给出了便于数值计算的近似误差在2 展开更多
关键词 光波传播 大气湍流 折射率起伏谱密度函数 相位结构函数
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递进式N×N型采样方式次谐波海洋湍流相位屏模拟方法 被引量:1
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作者 吴鹏飞 卫阳 +1 位作者 谭振坤 王姣 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第2期146-151,共6页
以N×N型采样方式次谐波法为基础,引入了递进式采样,提出了一种递进式N×N型采样方式次谐波法,用于数值模拟海洋湍流相位屏。该方法利用Nikishov提出的海水折射率波动谱模拟海洋湍流相位,通过相位结构函数和补偿效果验证该方法... 以N×N型采样方式次谐波法为基础,引入了递进式采样,提出了一种递进式N×N型采样方式次谐波法,用于数值模拟海洋湍流相位屏。该方法利用Nikishov提出的海水折射率波动谱模拟海洋湍流相位,通过相位结构函数和补偿效果验证该方法生成相位屏的准确性。通过改变递进区域个数、补偿阶数和谐波次数,比较分析相位屏参数对改变对相位屏准确性的影响。此外,将所提方法与N×N型采样方式次谐波法、改进的次谐波补偿法和改进的次谐波法进行比较。结果表明:递进式N×N型采样方式次谐波法只需谐波次数为11时,补偿效果即可达到0.9995,并且在准确度相同的情况下具有更快的模拟速度。 展开更多
关键词 海洋湍流 海洋光学 光通信 相位 次谐波 相位结构函数
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扩展重采样次谐波大气湍流模拟相位屏研究 被引量:1
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作者 卢文雍 石岩 +2 位作者 陈建勇 占春连 金尚忠 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期68-79,共12页
提出了一种扩展重采样次谐波方法生成大气湍流相位屏,扩展了低频补偿的起始区域,并设计了低频补偿区域的新型采样方式。以Kolmogorov理论进行模拟,分析了该方法设置不同次谐波级数所生成相位屏的相位结构函数与理论值的误差,搭建大气湍... 提出了一种扩展重采样次谐波方法生成大气湍流相位屏,扩展了低频补偿的起始区域,并设计了低频补偿区域的新型采样方式。以Kolmogorov理论进行模拟,分析了该方法设置不同次谐波级数所生成相位屏的相位结构函数与理论值的误差,搭建大气湍流模拟系统进行分析。结果表明:扩展重采样次谐波法生成相位屏的相位结构函数与理论值的相对误差为0.368%,加载此方法生成的大气湍流相位屏后,产生的湍流效应对图像调制传递函数的影响与湍流调制传递函数曲线的误差平均值为0.0336。该方法能够生成高精度的大气湍流相位屏。 展开更多
关键词 大气光学 大气湍流相位 次谐波 相位结构函数 光学传递函数
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采用Zernike多项式对大气湍流相位屏的仿真和验证 被引量:26
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作者 王奇涛 佟首峰 徐友会 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期1907-1911,共5页
采用Zernike多项式法模拟大气湍流相位屏,并使用大气相干长度和相位结构函数来验证所产生大气湍流相位屏的正确与否。仿真结果表明,Zernike多项式法产生的大气湍流相位屏在低空间频率部分与理论值研究较为相符,但在高空间频率部分的仿... 采用Zernike多项式法模拟大气湍流相位屏,并使用大气相干长度和相位结构函数来验证所产生大气湍流相位屏的正确与否。仿真结果表明,Zernike多项式法产生的大气湍流相位屏在低空间频率部分与理论值研究较为相符,但在高空间频率部分的仿真结果与理论值差别较大,这是由于Zenike多项式算法本身存在一定的应用条件。此外,虽然可以通过增加Zernike多项式的阶数或者改变接收口径改变大气湍流相位屏上湍流的分布,但是却存在计算量大,计算复杂等缺点。因此,在激光通信系统的具体应用时,应该综合考虑,选择最佳的实验方案。 展开更多
关键词 湍流相位 ZERNIKE多项式 大气相干长度 相位结构函数
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一种改进的次谐波大气湍流相位屏模拟方法 被引量:8
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作者 刘涛 朱聪 +3 位作者 孙春阳 张景芝 雷艳旭 张荣香 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期9-14,共6页
提出了一种改进的次谐波大气湍流相位屏模拟方法,通过对低频相位屏的采样方式进行设计,能够充分地补偿相位屏中的低频信息.利用该方法对符合Kolmogorov理论的大气湍流相位屏进行数值模拟,并结合相位结构函数和相对误差函数对所提方法的... 提出了一种改进的次谐波大气湍流相位屏模拟方法,通过对低频相位屏的采样方式进行设计,能够充分地补偿相位屏中的低频信息.利用该方法对符合Kolmogorov理论的大气湍流相位屏进行数值模拟,并结合相位结构函数和相对误差函数对所提方法的准确性进行验证,分析谐波次数和采样点数对模拟相位屏的影响.此外,还将改进后的次谐波法与经典的功率谱反演法、Zernike多项式法、分形法及改进前的次谐波法进行了对比,结果表明:改进后的次谐波法对应的相位结构函数与Kolmogorov湍流理论值最符合,即利用此方法生成的相位屏最准确. 展开更多
关键词 大气光学 光通信 大气湍流 相位 次谐波 相位结构函数
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湍流大气传输高斯谢尔光束的到达角起伏 被引量:17
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作者 张逸新 陶纯堪 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期424-427,共4页
研究了在弱大气湍流起伏环境下以窄带宽高斯谢尔光束为激光光源的大气通信问题,分析了大气湍流强度和光源空间相干度对通信光束到达角起伏的影响采用窄带宽光场的交叉谱密度函数代替光场互相干函数的近似方法和采用包含大气湍流内外尺... 研究了在弱大气湍流起伏环境下以窄带宽高斯谢尔光束为激光光源的大气通信问题,分析了大气湍流强度和光源空间相干度对通信光束到达角起伏的影响采用窄带宽光场的交叉谱密度函数代替光场互相干函数的近似方法和采用包含大气湍流内外尺度的简化折射率谱密度函数,得出了湍流大气中传输高斯谢尔光束的波结构函数(WSF)和到达角起伏方差解析近似关系分析表明。 展开更多
关键词 相位结构函数 到达角起伏 大气湍流
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大天顶角的到达角起伏(英文) 被引量:2
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作者 马晶 高宠 谭立英 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期164-168,共5页
基于修正Kolmogorov谱,运用相位结构函数的平方近似,导出了适用于大天顶角传输的到达角起伏方差及其功率谱的解析表达式.研究结果表明,新导出的方差表达式在任意天顶角都是适用的.散射盘尺度和接收孔径对到达角起伏起平滑作用,当... 基于修正Kolmogorov谱,运用相位结构函数的平方近似,导出了适用于大天顶角传输的到达角起伏方差及其功率谱的解析表达式.研究结果表明,新导出的方差表达式在任意天顶角都是适用的.散射盘尺度和接收孔径对到达角起伏起平滑作用,当接收孔径远大于散射盘尺度时,由于孔径平滑作用,导出的表达式在任意天顶角都可以近似为弱起伏理论给出的结果;当接收孔径小于散射盘尺度时,散射盘尺度的平滑作用明显,接收孔径的平滑作用相对较小,传统的到达角起伏理论仅在小天顶角是适用的,在大天顶角必须用新导出的方差表达式.当接收孔径D〈25cm时,弱起伏理论给出的表达式的适用范围被限制在小于50°~70°的天顶角内. 展开更多
关键词 空地光通信 到达角起伏 方差 相位结构函数 大天顶角
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大气湍流尺度和强度对到达角起伏的影响 被引量:2
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作者 江飞 钟晓春 荣健 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第z1期437-441,共5页
考虑到光束通过大气时受到大气湍流的影响,理论上分析了到达角起伏的原因,通过利用马尔科夫和平均强度的平方近似所求得到达角起伏公式,采用变形谱 Von Karman 所得出的波结构函数 D(ρ,z),得出到达角起伏在考虑湍流内外尺度和强度影响... 考虑到光束通过大气时受到大气湍流的影响,理论上分析了到达角起伏的原因,通过利用马尔科夫和平均强度的平方近似所求得到达角起伏公式,采用变形谱 Von Karman 所得出的波结构函数 D(ρ,z),得出到达角起伏在考虑湍流内外尺度和强度影响下的到达角方差表达式.并在垂程方向上分析得出到达角方差随 L 增大而增大,在小于250 m 范围内,仅考虑湍流强度与考虑了湍流尺度和强度的影响相比,两者较接近,大于250 m 以后,考虑了湍流尺度和强度的影响比仅考虑湍流强度影响的大. 展开更多
关键词 湍流内外尺度 相位结构函数 到达角起伏 湍流结构常数 湍流强度
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自适应光学
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《中国光学》 EI CAS 2000年第4期109-110,共2页
O43 2000042996低阶模式校正自适应光学系统的补偿效果分析=Analysis of compensation effectiveness for adaptive optical systems used as low-ordermodes correction[刊,中]/饶长辉,姜文汉,凌宁(中科院光电技术研究所.四川,成都(6... O43 2000042996低阶模式校正自适应光学系统的补偿效果分析=Analysis of compensation effectiveness for adaptive optical systems used as low-ordermodes correction[刊,中]/饶长辉,姜文汉,凌宁(中科院光电技术研究所.四川,成都(610209))//光学学报.-1999,19(12).-1615-1623引入规格化的相位谱,推导了大气湍流相位结构函数、低阶模式校正后的残余相位结构函数以及长曝光光学传递函数。分别给出了在各种不同大气湍流强度ρ<sub>0</sub>、 展开更多
关键词 低阶模式 相位结构函数 长曝光光学传递函数 大气湍流强度 自适应光学系统 效果分析 相位 部分校正 技术研究所 优化设计
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