机载光学平台气动光学效应分析：平均流场影响与光束质量

"机载光学平台平均流场气动光学效应研究" 本文主要探讨了机载光学平台在大气环境中遭遇的气动光学效应，这是一种由空气流动引起的光学波前畸变问题。作者通过使用选区电子衍射软件来模拟平台周围的流场情况，以此来定量分析气动光学效应对激光传输的影响。 研究发现，平均流场中的气动光学效应主要导致低阶像差，其中整体倾斜占据了约92%的比例，表明流场对波前的影响以整体倾斜为主。整体倾斜、离焦和像散这三项像差的总和在大多数情况下占到了99%以上，揭示了这些基本像差在气动光学效应中的主导地位。随着激光传输方向的变化，波前像差的均方根值（RMS）和光轴偏向角有显著差异，光程差（OPD）RMS变化范围在0.13至1.20微米，光轴偏向角变化在1至12微弧度之间，表明传输方向对波前畸变具有显著影响。 此外，研究还关注了光束质量因子β值，这是一个衡量激光束质量的重要指标。在去除倾斜影响后，所有方向的平均β值为1.8，而在校正离焦和像散之后，该值降低到1.16，表明校正像差可以显著提高光束质量。光束质量因子β值随着口径增大而增加，并且在没有自适应光学校正的情况下，其变化趋势接近线性。 这些发现对于机载光学系统的优化设计和性能预测具有重要意义，尤其是在激光通信、遥感和精确打击等应用中，理解和控制气动光学效应对于确保光学系统性能的稳定性和精度至关重要。通过深入研究平均流场的气动光学效应，可以为未来开发更高效、抗干扰的机载光学系统提供理论依据和技术支持。