激光束水陆传输：大气影响与光漂移特性

本文主要探讨了激光束在水面和陆地两种途径上传输时所经历的准直光漂移现象。激光经过大气层时，由于垂直方向的大气折射率梯度随时间的缓慢变化，导致激光束在垂直方向上的传播路径发生微小偏移，这种现象被称为光漂移。这一过程具有周期性，通常以一天（24小时）为一个周期，且光漂移的幅度与温度的变化有紧密关联，尽管两者的变化曲线轮廓相似，但是激光光漂移的位相相较于温度变化稍微提前，大约在0.17到0.21π的范围内。 对于水面上的激光传输，与陆地相比，陆路大气中的光漂移量更大。具体来说，一周期内，垂直方向上陆地激光光漂移(hL)相对于水路光漂移(hw)，其比值范围为1.14至1.40，即hL/hw。这种差异反映了大气湍流、折射率不均匀性和地形等因素对激光传输路径的影响。 激光大气传输中，人们对湍流效应的关注较多，而对这种慢漂移的研究相对较少。然而，在激光准直、激光大地测量等应用中，光漂移是一个不可忽视的问题，它可能会导致测量精度下降或系统稳定性受到影响。尽管如此，科学家们已经意识到，通过测量温度梯度来间接了解垂直折射率梯度的变化，可以为理解和控制光漂移提供一定的依据。 本文提供了关于激光在水面和陆地传播路径上光漂移的重要数据，并强调了理解这种现象对实际应用的重要性，尤其是在高精度的激光导向和测量领域。未来的研究可能需要进一步优化激光传输系统，以减小这种漂移的影响，提升系统的稳定性和精度。