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.     

斜程大气中的热晕效应研究

引入了大气中的吸收系数、风速、大气压强、密度和温度模型,然后利用加权等效的方法对上述参数进行了等效处理,得到了等效热畸变参数,从而把斜程传输下的热晕问题转化为水平传输下的热晕问题,利用该模型进行了理论计算。结果表明,天顶角越大,等效热畸变参数越大,热晕效应越强。计算结果符合理论预期的结果。     

湍流对远场光束质量的影响

用两种不同的方法研究了湍流对激光远场光束质量的影响,同时用Strehl比、β参数、光斑重心位置(x)和(y)、像散参数wyz描述远场光束质量.用四维仿真程序进行了数值模拟计算,同时对这两种方法所得的结果进行了比较和分析,得出了更能准确描述湍流对远场光束质量影响的方法.     

气溶胶所到热晕的分析

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.     

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.     

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.     

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。     

聚集高斯波束稳态热晕效应的解析解

在几何光学近似下，利用Helmholze方程，推导了小扰动情况下热晕效应的一般性解析表达式，在近场情况下，得出了聚焦高斯波束稳态热晕效应的解析表达式，并取不同畸变参数进行了计算，结果表明，热畸变参数越大，热晕效应越强。     

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。