激光大气传输仿真系统：模型与分析

"激光大气传输特性的仿真 .pdf" 这篇论文主要探讨了激光在大气中传输时的特性，并通过建立一个仿真系统来模拟这些特性。该系统整合了多种大气传输理论模型，采用科学的软件开发方法进行构建。在仿真过程中，Lambert-Beer定律作为基础，结合了瑞利散射和米散射的经典理论，以此来理解和分析激光在大气环境中的行为。 Lambert-Beer定律是光学吸收和散射的基础，它描述了光通过均匀吸收介质时强度随路径长度的变化关系。在大气光通信中，这一定律被用来估算激光信号在大气中传播时的衰减程度。 瑞利散射是大气中微小颗粒对短波长光产生的主要散射现象，如空气中的分子和气溶胶。瑞利散射导致激光在大气中传播时发生散射，使得激光束的形状和强度发生变化，影响通信的效率和可靠性。 米散射则适用于较大颗粒（如雨滴或雪花）对光的散射，这种散射通常在长波长下更为显著，且散射光的方向性更强。在恶劣天气条件下，米散射会加剧激光传输的不稳定性。 论文中提到的基于傅里叶变换的多层相位屏模拟湍流条件，这是一种常见的方法来模拟大气湍流对激光传播的影响。大气湍流会导致光束的随机波动，即所谓的“闪烁”，这会严重影响激光的聚焦和传输距离。 通过对这些理论模型的综合应用，该仿真系统能够分析激光在大气中的传输特性，包括光束的扩散、衰减、散射和由于湍流引起的不稳定性。此外，系统还能模拟激光光斑的演变过程，这对于优化大气光通信系统的性能、设计更有效的纠错编码和接收策略至关重要。 论文作者之一的张鹏青，是一名专注于空间光通信的硕士研究生，另一位作者赵同刚则是副教授，主要研究领域同样是空间光通信和物联网。他们的工作对于理解激光大气传输中的物理现象和提升实际通信系统的性能有着重要的理论与实践价值。 关键词：大气光通信、仿真、湍流、散射、相位屏 中图分类号：TN929.1210 这篇论文的研究成果不仅对于学术界有重要意义，也为实际的激光通信系统设计和优化提供了宝贵的理论支持。通过深入理解激光在大气中的传输特性，可以更好地应对各种环境因素，提高通信的稳定性和效率。