激光照明技术：远距离目标成像与跟踪的数值模拟研究

"空中目标激光照明的数值模拟" 激光照明技术在远距离成像、定位和跟踪暗目标中扮演着至关重要的角色。这种技术利用激光束主动照射目标，但实际操作中，由于大气湍流的影响，激光束在传播过程中会发生光强空间分布不均匀的现象，这会直接影响到成像质量与跟踪的精度。因此，研究如何评估和优化激光照明效果至关重要。 本文作者叶一东、张卫锥、仲祥、彭勇和陈天江探讨了激光照明效果的关键评价参数，并提出使用照明光强起伏功率谱密度（PSD）作为衡量光强分布均匀性的标准。功率谱密度是一种衡量随机过程波动强度的统计量，用于分析照明激光在目标上的波动特性。通过对激光照明大气传输模型的建立和计算方法的研究，作者们在不同的大气条件和光束数量下进行了数值模拟。 模拟过程中，考虑了各种大气参数，如温度、湿度、压力和风速等对激光传播的影响，以及不同数量的光束如何改变照明效果。通过这些数值模拟，他们得到了目标平面上的照明光强起伏功率谱密度以及对应的照明目标图像。为了验证模拟结果的准确性，这些模拟结果还与实验观测到的照明目标图像进行了对比分析。 此外，该研究还涉及到激光在大气中的传输问题，这是激光通信、激光雷达和激光武器等领域的基础科学问题。激光在大气中传播时，会受到湍流引起的折射率不均匀性影响，导致光束扩散和能量衰减，这对激光照明的效果产生了显著影响。 中图分类号TN958.98表明这属于光学技术的范畴，文献标识码A则表示这是一篇具有原创性的科研论文。该研究对于理解和改进激光照明技术，特别是针对空中目标的应用，提供了理论支持和实用工具，有助于提升远程成像和跟踪系统的性能。