湍流大气中激光传输：光强起伏分析

"湍流大气中激光传输光强起伏特征研究" 在大气光学领域，激光通信和远程探测等应用中，激光在湍流大气中的传输特性是至关重要的研究内容。本研究主要关注激光在水平传输过程中，由于大气湍流引起的光强起伏特性。湍流大气中的激光传播会受到大气折射指数的随机变化影响，导致光束质量下降，光强分布不均匀，这种现象被称为光强起伏。 实验观测了不同接收面积下，激光束在经过湍流大气后的光强起伏特征。研究人员采用了相对光强起伏方差和孔径平滑因子这两个参数来量化分析这一现象。相对光强起伏方差反映了光强变化的程度，而孔径平滑因子则揭示了湍流对光强分布的平滑效果。实验结果显示，在特定实验条件下，当孔径平滑效应显著时，湍流强度越强，对应的接收面积越小，这表明湍流对光束的扰动在小面积接收时更为明显。 此外，研究还探讨了不同接收面积内相对光强起伏方差的概率分布密度。实验数据表明，这些概率分布密度可以用对数高斯分布进行近似，但这个近似的精确程度随接收面积和湍流强度的变化而变化。通过分析概率分布的偏斜度和陡峭度，可以进一步刻画湍流条件和接收面积对分布的影响，以及这些因素如何导致拟合曲线特征的变化。 在对比连续光与脉冲光的相对光强起伏方差概率分布时，研究发现两者存在一定的差异。这可能源于脉冲激光的瞬态性质，使其在湍流中的传播特性与连续光有所不同。这些发现对于优化激光通信系统的性能，如提高数据传输的稳定性和可靠性，以及改进大气探测技术的精度，具有重要的理论指导意义。 这项工作深入研究了湍流大气对激光传输的影响，提供了理解和应对大气湍流对激光通信和探测技术挑战的新视角。通过实验数据和统计分析，揭示了湍流条件、接收面积以及激光类型对光强起伏特性的影响，为未来相关领域的实际应用提供了理论依据。