每日一句: Build your own dreams, or someone else will hire you to build theirs. 打造自己的梦想,否则你就会被雇用去打造别人的梦想。 跟读

汉语站

2017年12月19日 星期二

丁酉(鸡)年十一月初二

光波在湍流大气中的传播 - 光波在湍流大气中的传播 [回目录]

光波在湍流大气中的传播 - 正文 [回目录]

  光波在大气中的传播过程,除了受到气体分子、云雾降水和气溶胶粒子的散射和吸收以外,还受到大气折射率不均匀的结构(湍流区)的散射。大气折射率不均匀的结构,使光波的侧向散射和后向散射都比较弱,而前向散射则比较强。当接收器沿光线对准光源时,前向散射波的随机变化,使接收到的光波,无论振幅或相位等参数,都产生随机起伏,这些现象,统称为光波传播的湍流效应。它们包括:①强度起伏,②相位起伏,③光束扩展。
  强度起伏 又称闪烁,如星光闪烁和激光闪烁等。它是由光波振幅的随机变化所引起的,通常用对数光强的起伏来表征。按电磁波在湍流大气中传播的小扰动近似理论(见电磁波在湍流大气中的传播),在局部各向同性的均匀湍流场中(见大气湍流,对数光强起伏的方差为αCk7/6l11/6,其中C娾为大气折射率结构常数,k为光的波数;l为传播路径长度。系数α与波束的类型有关:对于平面波和球面波,α 分别为1.23和0.50;对于激光束状波,α 介于此两者之间。在非各向同性的不均匀湍流场中,对数光强方差和湍流强度与路径的分布有关。实验发现,对数光强方差有和湍流强度相对应的日变化,一般在夜间较小,白天较大。但当达到2.5这一临界值以后,不论湍流如何加强,传播的路径如何延长,此方差都逐渐趋于常数,甚至还有下降的趋势。这个现象叫作闪烁的饱和效应。加大接收孔径,可以有效地减轻闪烁效果,这就是闪烁的孔径平滑效应。光强起伏的空间相关函数与路径上的湍流状态有关,相关距离大约为光波在湍流大气中的传播量级(λ为波长)。闪烁的频谱与传播路径上风速的横向分量有关,峰值频率等于横向风速与光波在湍流大气中的传播之比, 主要的频谱成分集中在1~100赫兹低频范围。
  相位起伏 能引起星象的抖动和激光光斑的漂移。不但如此,它还破坏了激光空间的相干性,使相干检测的效率下降。相位起伏是大尺度的大气折射率不均匀的结构所造成的。按照小扰动近似理论,相位起伏结构函数和两个接收点间距离的5/3次方成正比。
  光束扩展 大气折射率不均匀的结构,引起光束发散角加大,因而在光学系统接收器的焦点上,激光光束所形成的光斑,比没有湍流时要大,这种现象叫作散焦。它影响了光学系统聚焦的能力和成象的质量。
  参考书目
 R.S.Lawrence,J.W.Strohbehn,A Survey of Clear-Air Propagation Effects Relevant to Optical Communications,Proceedings of the IEEE,Vol.58,No.10,pp.1523~1545,1970.

光波在湍流大气中的传播 - 配图 [回目录]

光波在湍流大气中的传播 - 相关连接 [回目录]

词条内容仅供参考,如果您需要解决具体问题
(尤其在法律、医学等领域),建议您咨询相关领域专业人士。

标签: 光波在湍流大气中的传播

同义词: 暂无同义词

词条统计

浏览次数 : 4131 次

编辑次数 : 1 次 历史版本

更新时间 : 2009-02-25

双语连环画