气溶胶所致热晕的分析

当高能激光穿过大气时,大气中的分子和气溶胶粒子吸热会使大气密度发生变化,从而导致局部折射率变化,由此产生热晕效应。主要分析了热晕效应中气溶胶粒子等效吸收系数以及高能激光的功率问题。     

序列脉冲激光由地面斜入射空中的热晕效应研究

当强激光在地面以不同天顶角向空中传输时,大气的吸收系数不是常数,利用大气中吸收系数随高度变化的函数,通过内插法得到了中纬度夏季时一定海拔高度下大气的吸收系数,建立了序列脉冲激光在地对空传输的热晕模型.分析了强激光以不同天顶角入射对热晕效应的影响.数值结果表明:当高斯激光束传输同样距离,其他条件不变时,天顶角减小,重心沿逆风偏移程度减弱,峰值光强和桶中功率增大,光束聚焦能力增强,热晕效应减弱;当激光沿海平面水平传输时,热晕效应最强烈.     

影响热晕效应中高能激光功率阈值的因素

从理论和数值分析两个方面研究了影响热晕效应中高能激光功率阈值的因素,得到了高能激光的功率阀值与激光束波长的平方成正比,与空气流动速度成正比,与吸收系数成反比的结论.     

强激光大气传输中热晕的仿真研究

采用数值仿真方法,研究了强激光在大气传输中的稳态热晕现象。具体研究了在吸收介质中,横向风以及激光的传输距离对热晕的影响。计算发现,横向风对热晕有抑制作用,风速越大,热晕效应越小,传输距离的增大会使热晕现象增强,传输效率降低。     

大气信道对激光信号传输的影响以及MATLAB仿真

介绍了激光信号通过随机的大气信道时大气中气体分子对激光的吸收,探讨了大气中的气溶胶粒子对大气的散射效应以及大气的湍流对光信号的影响,并用MATLAB进行了仿真,针对仿真结果和实际情况存在的偏差,分析了产生偏差的原因。     

连续强激光稳态热晕效应的数值模拟研究

采用数值模拟的方法,研究了强激光在大气传输过程中产生的稳态热晕效应.计算和分析了有风时稳态热晕效应对轴上光强以及远场能量分布的影响.结果表明,Nc越大,热晕效应越明显;在线性衰减、由横向风引起的散焦和扩散以及自聚焦的补偿的作用下,光束在垂直于风的方向上显著地扩展并聚焦;若不考虑衍射效应,准直光束在风的方向上聚焦,光斑横向尺寸扩展,且光斑分布呈月牙形.     

影响激光传输因素分析

系统分析了激光在大气中传输时在击穿阈值以内,由于大气汽溶胶的吸收、散射、大气湍流、大气热晕等线性非线性问题对光束控制系统的影响,为激光系统提供指导.     

高能激光损伤低空目标的时间估算分析

为研究高能激光损伤低空目标的损伤效果,对损伤时间做出估算,建立了高能激光大气传输模型,考虑了大气分子衰减、大气气溶胶衰减以及激光斜程传输对激光的衰减作用,考虑了金属材料对激光的吸收作用,建立了激光辐照铝材料损伤的时间计算模型并进行了数值计算分析。数值计算结果表明,高能激光系统对空中目标的损伤在能见度低于15km时,其达到预期损伤效果所需作用时间势必大大增加;激光器功率较大时,功率的增大对损伤时间的影响越来越小;在天顶角大于1rad时,随着天顶角的增大,所需时间也大幅增加。结果对高能激光防御技术的研究有重要的指导意义。     

激光探测蒸发波导的原理与实验分析

从海洋人气相对湿度的角度建立了大气折射率变化与气溶胶激光散射特性的理论联系．在实验室条件下,分别模拟了烟、水云、尘、雾、霾等类型粒子群的蒸发波导环境,采用波长为1．06μm的激光雷达对在不同温度和湿度条件下半径范围为0．1～100μm的气溶胶粒子群进行了探测实验,并对不同气溶胶粒子群的激光后向散射回波信号特征做了对比分析,实验结果进一步验证了激光蒸发波导的可行性和有效性．     

基于蒸发波导的气溶胶散射特性

利用单球形粒子和双层球粒子的散射模型对大气气溶胶粒子的散射特性进行了分析,对双层球的不同内层折射率和不同粒子半径条件下粒子的散射特性进行了计算,并用两种模型对不同大气湿度情况下海洋气溶胶散射进行了分析和仿真.结果表明:采用双层球模型计算的前向散射强度比用单层球模型进行计算的要大,而后向散射要弱;随着大气湿度的增加,气溶胶粒子半径变大,后向散射变强;用湖面上大气气溶胶粒子散射与仿真的拟海洋气溶胶散射的消光系数比较,实测消光系数值与双层球模型计算的消光系数值更接近.