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Adaptive split-step Fourier method for simulating ultrashort laser pulse propagation in photonic crystal fibres 被引量:3
1
作者 李曙光 邢光龙 +5 位作者 周桂耀 韩颖 侯蓝田 胡明列 栗岩锋 王清月 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2006年第2期437-443,共7页
In this paper, the generalized nonlinear Schrodinger equation (GNLSE) is solved by an adaptive split-step Fourier method (ASSFM). It is found that ASSFM must be used to solve GNLSE to ensure precision when the sol... In this paper, the generalized nonlinear Schrodinger equation (GNLSE) is solved by an adaptive split-step Fourier method (ASSFM). It is found that ASSFM must be used to solve GNLSE to ensure precision when the soliton selffrequency shift is remarkable and the photonic crystal fibre (PCF) parameters vary with the frequency considerably. The precision of numerical simulation by using ASSFM is higher than that by using split-step Fourier method in the process of laser pulse propagation in PCFs due to the fact that the variation of fibre parameters with the peak frequency in the pulse spectrum can be taken into account fully. 展开更多
关键词 photonic crystal fibre ultrashort laser pulse propagation adaptive split-step fourier method
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激光泵浦碲化物产生中红外超连续谱数值模拟 被引量:4
2
作者 杨未强 侯静 +2 位作者 张斌 王彦斌 刘泽金 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2031-2036,共6页
对2μm波段脉冲激光泵浦碲化物光子晶体光纤产生中红外超连续谱进行了数值研究。通过材料的拉曼增益谱间接求得了对应的拉曼响应函数;由光子晶体光纤的材料折射率和波导结构,通过COM-SOL软件获得了碲化物光子晶体光纤中基模等效折射率,... 对2μm波段脉冲激光泵浦碲化物光子晶体光纤产生中红外超连续谱进行了数值研究。通过材料的拉曼增益谱间接求得了对应的拉曼响应函数;由光子晶体光纤的材料折射率和波导结构,通过COM-SOL软件获得了碲化物光子晶体光纤中基模等效折射率,计算了相应的色散曲线和限制损耗;利用自适应的分步傅里叶算法,模拟了中心波长为1.96μm、峰值功率为20kW的50fs脉冲光泵浦碲化物光子晶体光纤时超连续谱的产生,当光纤长度为6cm时,产生的中红外超连续谱波长范围为1.0~4.5μm。 展开更多
关键词 光纤光学 中红外超连续谱 分步傅里叶法 碲化物 光子晶体光纤
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皮秒脉冲在光子晶体光纤中的压缩效应 被引量:5
3
作者 张兴坊 郑义 +1 位作者 李爱萍 徐云峰 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期268-270,273,共4页
为了研究初始啁啾和初始输入功率对脉冲压缩的影响,运用对称分步傅里叶方法数值模拟了皮秒高斯脉冲在光子晶体光纤中的传输过程。增大初始啁啾和输入功率可以得到更大的压缩因子,同时最佳光纤长度减小,它们之间基本成线性关系。并且在... 为了研究初始啁啾和初始输入功率对脉冲压缩的影响,运用对称分步傅里叶方法数值模拟了皮秒高斯脉冲在光子晶体光纤中的传输过程。增大初始啁啾和输入功率可以得到更大的压缩因子,同时最佳光纤长度减小,它们之间基本成线性关系。并且在初始啁啾值和初始功率比较小时,在最佳光纤长度处,品质因子和压缩因子不是同时达到最大值。结果表明,若选取适当的光纤长度和初始峰值功率,可以实现啁啾脉冲在光子晶体光纤中的有效压缩。 展开更多
关键词 非线性光学 啁啾 分布傅里叶方法 光子晶体光纤 压缩因子
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光子晶体光纤中飞秒激光脉冲传输的研究 被引量:7
4
作者 王润轩 窦春升 岳喜成 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期555-557,共3页
为更精细地描绘飞秒光脉冲在光子晶体光纤中的传输和演化,在用分步傅里叶方法求解广义非线性薛定谔方程的基础上,详细考虑光纤参数随脉冲峰值频移的变化,模拟了飞秒光脉冲在光子晶体光纤中传输和演化的过程。研究发现,光纤色散和强非线... 为更精细地描绘飞秒光脉冲在光子晶体光纤中的传输和演化,在用分步傅里叶方法求解广义非线性薛定谔方程的基础上,详细考虑光纤参数随脉冲峰值频移的变化,模拟了飞秒光脉冲在光子晶体光纤中传输和演化的过程。研究发现,光纤色散和强非线性对飞秒脉冲在光子晶体光纤中传输、演化以及超连续谱的展宽有很大影响。 展开更多
关键词 光纤光学 光子晶体光纤 飞秒激光脉冲 分步傅里叶方法 超连续谱
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光纤中的色散和非线性效应对混沌同步的影响 被引量:4
5
作者 李林福 吴正茂 +3 位作者 林晓东 吴加贵 邓涛 夏光琼 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期43-45,共3页
基于描述光反馈半导体激光器的动力学以及信号在光纤信道中传输的理论,研究了光纤中色散和非线性效应对混沌信号传输以及发射和接收激光器的混沌同步特性的影响,目的是为远程光纤混沌保密通信提供理论指导。数值模拟结果表明:光纤非线... 基于描述光反馈半导体激光器的动力学以及信号在光纤信道中传输的理论,研究了光纤中色散和非线性效应对混沌信号传输以及发射和接收激光器的混沌同步特性的影响,目的是为远程光纤混沌保密通信提供理论指导。数值模拟结果表明:光纤非线性效应只影响信号的位相,不会影响混沌信号的强度;光纤色散将使混沌信号发生严重变形,影响混沌系统的同步性能:通过在接收器的前端放置放大器以补偿光纤的损耗,信号经过200km的色散位移光纤传输后,发射和接收激光器输出混沌信号的关联系数仍可达到0.99,即系统可达到很好的同步性能。 展开更多
关键词 非线性光学 混沌同步 分步傅立叶法 光纤
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光孤子在分布式光纤放大器中传输特性的研究 被引量:3
6
作者 周小红 高晓蓉 +2 位作者 王黎 王泽勇 罗斌 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期754-758,共5页
光纤放大器用于补偿光信号在光纤中的传输损耗,是全光通信网中的核心器件。建立了光孤子在分布式光纤放大器中传输的物理模型,采用分步傅里叶变换法数值模拟了光孤子的传输放大特性,讨论了增益色散对光孤子形状和频谱的影响。结果表明:... 光纤放大器用于补偿光信号在光纤中的传输损耗,是全光通信网中的核心器件。建立了光孤子在分布式光纤放大器中传输的物理模型,采用分步傅里叶变换法数值模拟了光孤子的传输放大特性,讨论了增益色散对光孤子形状和频谱的影响。结果表明:在放大器的反常色散区,随着光孤子的放大,会不断地产生啁啾孤子,孤子频谱会加宽并且产生振荡结构。放大介质的增益色散将会使光孤子幅度下降,宽度展宽,频谱窄化。因此,光纤放大器的色散、非线性效应和增益色散均会对光孤子的传输特性产生影响。 展开更多
关键词 光通信 传输特性 分步傅里叶变换法 光孤子 分布式光纤放大器
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SEG/EAEG盐丘模型的三维分步傅里叶炮集叠前深度偏移 被引量:7
7
作者 张文生 张关泉 《石油物探》 EI CSCD 2002年第4期396-399,共4页
用分步傅里叶法对SEG/EAEG盐丘模型进行了三维叠前深度偏移。在偏移中 ,采用相位编码方法 ,使得每次可以同时进行多炮偏移 ,节省了计算量。在计算中 ,采用了MPI并行算法 ,提高了计算效率。数值计算得到了三维SEG/EAEG盐丘模型的精确成... 用分步傅里叶法对SEG/EAEG盐丘模型进行了三维叠前深度偏移。在偏移中 ,采用相位编码方法 ,使得每次可以同时进行多炮偏移 ,节省了计算量。在计算中 ,采用了MPI并行算法 ,提高了计算效率。数值计算得到了三维SEG/EAEG盐丘模型的精确成像结果 ,这表明三维分步傅立叶法叠前深度偏移是一种精度良好且高效的方法 ,该方法可用于对三维复杂构造的精确高效成像 ,具有良好的实用性。 展开更多
关键词 SEG/EAEG盐丘模型 三维分步傅里叶炮集叠前深度偏移 波场合成 MPI并行算法 地震勘探
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初始啁啾对皮秒脉冲孤子效应压缩的影响 被引量:6
8
作者 杨广强 杨性愉 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期250-252,共3页
在无损耗情况下 ,用分步傅立叶方法数值模拟皮秒脉冲在单模光纤中的传输 ,计算和分析了初始啁啾对皮秒脉冲的孤子效应压缩的影响 ,通过分析脉冲压缩比 ,最佳光纤长度 ,初始峰值功率和压缩质量的变化 ,得出了一些有意义的结论。
关键词 单模光纤 初始啁啾 孤子效应压缩 皮秒脉冲
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初始啁啾对光子晶体光纤中飞秒脉冲压缩的影响 被引量:2
9
作者 张兴坊 郑义 李爱萍 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期56-58,共3页
运用分步傅里叶方法数值模拟了飞秒高斯脉冲在光子晶体光纤中的传输,计算分析了初始啁啾对脉冲压缩效应的影响。结果表明,初始啁啾有利于增强压缩效果,提高脉冲压缩质量和峰值功率,但使得最佳光纤长度减小。选取合适的光纤长度,可有望... 运用分步傅里叶方法数值模拟了飞秒高斯脉冲在光子晶体光纤中的传输,计算分析了初始啁啾对脉冲压缩效应的影响。结果表明,初始啁啾有利于增强压缩效果,提高脉冲压缩质量和峰值功率,但使得最佳光纤长度减小。选取合适的光纤长度,可有望对各种波长的脉冲进行压缩。 展开更多
关键词 啁啾 分步傅里叶方法 光子晶体光纤 压缩效应
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按速度分区的裂步傅里叶叠前深度偏移方法 被引量:1
10
作者 张叔伦 王昌龙 +1 位作者 赵景霞 孙沛勇 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2004年第6期641-644,共4页
本文提出了一种按速度构造对速度场进行分区的裂步傅里叶叠前深度偏移方法。裂步傅里叶法 (SSF)的理论基础是摄动项 ,在一个步长的波场延拓中 ,当速度反差较大时 ,摄动项的误差也随之加大。所以当横向速度剧烈变化时 ,要根据速度构造对... 本文提出了一种按速度构造对速度场进行分区的裂步傅里叶叠前深度偏移方法。裂步傅里叶法 (SSF)的理论基础是摄动项 ,在一个步长的波场延拓中 ,当速度反差较大时 ,摄动项的误差也随之加大。所以当横向速度剧烈变化时 ,要根据速度构造对速度场进行分区 ,在每一个速度区内 ,分别采用不同的参考速度 ,这样可以最大限度地减小参考速度和真实速度之间的反差 ,进而提高裂步法成像精度 ,同时可以最大限度地减少参考速度的个数 ,使计算量降到最小。实现步骤为 :1在每一个延拓步长内 ,首先求出某层的最大速度和最小速度 ,然后从两者之间确定一个合适的分界速度 ;2以分界速度为界 ,将该速度场分为若干高速区和低速区 ,各个区之间不必连续 ;3在每一速度区内分别采用不同的参考速度 ,应用裂步傅里叶方法进行波场延拓 ,即先在频率—波数域中做相位移 ,然后再回到频率—空间域逐点实现裂步法 ;4对分区延拓后得到的不同波场 ,按照实际对应的网格点进行合并 ,合并波场时应做适当的光滑处理 ,即可得到该层延拓后的完整波场 ;5重复以上步骤 ,直至完成所有速度分区的波场延拓及合并。理论分析和简单模型的叠后深度偏移试算及 Marmousi模型叠前深度偏移的试算结果表明了该方法的可行性。 展开更多
关键词 叠前深度偏移 波场延拓 MARMOUSI模型 速度场 分区 成像精度 频率一空间域 步法 参考 步长
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非线性Schrdinger方程在高速光孤子传输系统中的应用 被引量:1
11
作者 申彦春 张银蒲 +1 位作者 戴彦 姚明林 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期180-183,186,共5页
为了进一步研究高速光孤子脉冲传输系统的特性,采用分步傅里叶方法对非线性薛定谔方程进行求解。数学分析及计算机仿真表明,脉冲的传输特性随偏振膜色散参量值的增加而恶化。最后分析了孤子间的相互作用,并提出了改善光孤子传输系统... 为了进一步研究高速光孤子脉冲传输系统的特性,采用分步傅里叶方法对非线性薛定谔方程进行求解。数学分析及计算机仿真表明,脉冲的传输特性随偏振膜色散参量值的增加而恶化。最后分析了孤子间的相互作用,并提出了改善光孤子传输系统性能的解决方法。 展开更多
关键词 光通信 高速光纤通信系统 非线性薛定谔方程 光孤子 分步傅里叶方法
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视紫红酯中热致暗空间光孤子实验 被引量:1
12
作者 陆宏 徐建东 +1 位作者 李淳飞 洪晶 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 1998年第6期379-382,共4页
设计了热致暗空间光孤子的实验光路和偶边界条件的实施方案,在视紫红酯中实现了热致暗空间光孤子实验,研究了孤子随传输距离和光强的演化,并采用分步傅里叶变换法进行了数值模拟,发现两者的结果一致。
关键词 暗空间光孤子 热致非线性效应 视紫红酯 激光器
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泵浦波长对光子晶体光纤中飞秒脉冲压缩的影响 被引量:1
13
作者 李爱萍 纪延俊 王安全 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期325-330,共6页
采用对称分步傅里叶方法数值模拟了飞秒光脉冲在光子晶体光纤反常色散区的非线性传输和压缩过程。计算和分析了不同泵浦波长对光子晶体光纤中超短脉冲传输和压缩的影响,结果表明,在相同初始峰值功率条件下,泵浦波长为1000nm的脉冲可以... 采用对称分步傅里叶方法数值模拟了飞秒光脉冲在光子晶体光纤反常色散区的非线性传输和压缩过程。计算和分析了不同泵浦波长对光子晶体光纤中超短脉冲传输和压缩的影响,结果表明,在相同初始峰值功率条件下,泵浦波长为1000nm的脉冲可以获得更大的压缩因子、峰值功率和更短的最佳光纤长度,并且随着初始峰值功率的增大,其压缩因子和峰值功率增大,最佳光纤长度减小。合理选择泵浦波长和初始峰值功率,可以实现飞秒脉冲在光子晶体光纤中的有效压缩。 展开更多
关键词 非线性光学 光子晶体光纤 对称分步傅里叶法 脉冲压缩
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频率失谐对掺镱光纤放大器中光脉冲传输特性的影响 被引量:1
14
作者 周小红 王泽勇 +2 位作者 王黎 高晓蓉 罗斌 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期122-126,共5页
为了研究光脉冲在掺镱光纤放大器中的放大传输特性,建立了光脉冲在分布式光纤放大器中的传输方程,采用分步傅里叶变换法数值模拟了其传输状态,并着重讨论了频率失谐对光脉冲特性的影响。结果表明:对于掺镱光纤放大器,随着在放大器中的传... 为了研究光脉冲在掺镱光纤放大器中的放大传输特性,建立了光脉冲在分布式光纤放大器中的传输方程,采用分步傅里叶变换法数值模拟了其传输状态,并着重讨论了频率失谐对光脉冲特性的影响。结果表明:对于掺镱光纤放大器,随着在放大器中的传输,光脉冲在放大的同时被展宽,产生变形,其功率谱加宽;当出现频率失谐时,光脉冲的放大能力减弱,并且失去输入时的对称性。若光脉冲中心频率沿不同的方向偏离介质增益峰值频率,脉冲变形规律不同。因此在设计放大系统时应该考虑光纤放大器的色散、非线性效应以及频率失谐对光脉冲传输特性的影响。 展开更多
关键词 光通信 传输特性 分步傅里叶变换法 光脉冲 掺镱光纤放大器 频率失谐
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光子晶体光纤中双脉冲非线性传输的数值分析 被引量:2
15
作者 赵荣霞 李爱萍 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期467-472,共6页
采用分步傅里叶方法数值求解耦合的非线性薛定谔方程,模拟了双脉冲在光子晶体光纤中的非线性传输过程,计算和分析了离散效应和脉冲内拉曼散射对信号脉冲传输和压缩的影响。结果表明,当中心波长为800 nm的泵浦脉冲在反常色散区进行泵浦,... 采用分步傅里叶方法数值求解耦合的非线性薛定谔方程,模拟了双脉冲在光子晶体光纤中的非线性传输过程,计算和分析了离散效应和脉冲内拉曼散射对信号脉冲传输和压缩的影响。结果表明,当中心波长为800 nm的泵浦脉冲在反常色散区进行泵浦,而中心波长为740 nm的信号脉冲在正常色散区入射,在群速度色散,自相位调制及交叉相位调制联合作用下,信号脉冲在传输过程中不仅被压缩且存在最佳光纤长度。离散效应不仅导致脉冲压缩比的减小和压缩后峰值功率的降低,而且导致脉冲所需最佳光纤长度的增加以及压缩后的脉冲呈现不对称,还发现,脉冲内拉曼散射有利于改善脉冲压缩质量。 展开更多
关键词 非线性光学 光子晶体光纤 分步傅里叶法 交叉相位调制 离散效应 拉曼效应
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损耗和啁啾对皮秒脉冲孤子效应压缩的影响 被引量:5
16
作者 王润轩 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期415-418,共4页
在计及光纤损耗的前提下 ,近似求解非线性薛定谔方程 ,分析了单模光纤的负群速度色散区群速度色散 (GVD)和自相位调制 (SPM )对啁啾脉冲的作用 ,定量计算光纤损耗和初始正啁啾对皮秒脉冲孤子效应压缩的影响。结果表明 ,初始正啁啾改善... 在计及光纤损耗的前提下 ,近似求解非线性薛定谔方程 ,分析了单模光纤的负群速度色散区群速度色散 (GVD)和自相位调制 (SPM )对啁啾脉冲的作用 ,定量计算光纤损耗和初始正啁啾对皮秒脉冲孤子效应压缩的影响。结果表明 ,初始正啁啾改善了损耗对压缩参量的不良影响 ,遏制了最佳光纤长度的增加。若选取适当的光纤长度和初始峰值功率 。 展开更多
关键词 孤子效应压缩 啁啾脉冲 分裂步长傅里叶变换 光纤损耗
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反常色散区抽运光子晶体光纤产生的超连续谱 被引量:6
17
作者 李爱萍 郑义 +2 位作者 张兴坊 孙启兵 李坤 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期50-52,112,共4页
为了研究反常色散区抽运光子晶体光纤产生的超连续谱,采用分步傅里叶方法数值模拟了飞秒激光脉冲在光子晶体光纤反常色散区中的非线性传输和超连续谱产生。结果表明,初始激光脉冲的峰值功率和脉冲初始啁啾对光子晶体光纤反常色散区产生... 为了研究反常色散区抽运光子晶体光纤产生的超连续谱,采用分步傅里叶方法数值模拟了飞秒激光脉冲在光子晶体光纤反常色散区中的非线性传输和超连续谱产生。结果表明,初始激光脉冲的峰值功率和脉冲初始啁啾对光子晶体光纤反常色散区产生超连续谱形状和带宽是有影响的。这些结论给光子晶体光纤中产生超连续谱提供了参考。 展开更多
关键词 非线性光学 超连续谱 分步傅里叶法 光子晶体光纤 反常色散 功率 啁啾
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系统参数对线性耦合物质波孤子演化的影响 被引量:1
18
作者 刘飞 易林 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期344-348,共5页
运用分步傅里叶方法数值求解耦合Gross-Pitaevskii方程,研究了具有局部畸变的光格势阱中两个线性耦合的玻色-爱因斯坦凝聚孤子的动力学特性。结果表明,势阱的局部畸变强度和线性耦合系数的大小对两个耦合物质波孤子的交换和自陷效应有... 运用分步傅里叶方法数值求解耦合Gross-Pitaevskii方程,研究了具有局部畸变的光格势阱中两个线性耦合的玻色-爱因斯坦凝聚孤子的动力学特性。结果表明,势阱的局部畸变强度和线性耦合系数的大小对两个耦合物质波孤子的交换和自陷效应有重要影响,线性耦合系数的增加,物质波孤子间的相互作用从自陷过渡到Josephson振荡。当势阱的局部畸变强度为一些特殊值时,势阱的局部畸变对物质波孤子的演化影响甚微。 展开更多
关键词 量子光学 分步傅里叶方法 物质波孤子 系统参数 线性耦合
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基于分步傅里叶变换法对非线性薛定谔方程的数值仿真 被引量:5
19
作者 李莹 崔庆丰 《长春理工大学学报(自然科学版)》 2011年第1期43-45,60,共4页
介绍一种数值求解非线性偏微分方程的方法;分步傅里叶变换法。光脉冲信号在光纤中传输时,同时受到色散效应和非线性效应的影响。所以利用分步傅里叶变换法,考虑光信号在光纤中传输一段微小距离的情况下,先计算色散效应对光脉冲的影响,... 介绍一种数值求解非线性偏微分方程的方法;分步傅里叶变换法。光脉冲信号在光纤中传输时,同时受到色散效应和非线性效应的影响。所以利用分步傅里叶变换法,考虑光信号在光纤中传输一段微小距离的情况下,先计算色散效应对光脉冲的影响,然后再计算非线性效应对光脉冲信号的影响,进而近似求出非线性薛定谔方程的数值解。最后,应用MATLAB软件来数值仿真这个数值解,仿真结果可以清晰看到色散效应对光脉冲的脉冲展宽,以及非线性效应对光脉冲的影响。 展开更多
关键词 分步傅里叶变换法 非线性薛定谔方程 MATLAB 快速傅里叶变换
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湍流大气中动态激光散斑的数值模拟 被引量:3
20
作者 韩星星 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期359-363,共5页
首先在分步傅里叶算法中引入了时变相位屏,模拟了真空中漫射平面激光回波动态散斑场,统计计算了真空散斑场的空间和时间相关函数,分析了目标运动速度和发射波束半径对散斑相关特性的影响。然后根据冻结场理论,模拟了湍流大气中激光波束... 首先在分步傅里叶算法中引入了时变相位屏,模拟了真空中漫射平面激光回波动态散斑场,统计计算了真空散斑场的空间和时间相关函数,分析了目标运动速度和发射波束半径对散斑相关特性的影响。然后根据冻结场理论,模拟了湍流大气中激光波束照射漫射面的回波动态散斑场,分析了风速对散斑特性的影响。结果表明,相关长度由目标上的光斑尺寸决定,光斑越大,接收面上的散斑越小。而相关时间不仅受目标平面上的光斑尺寸影响,还受目标平面上的光场相位影响,光场相位随着位置的变化越快,相关时间就越短。 展开更多
关键词 大气光学 散斑模拟 分步傅里叶算法 相关函数
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