本例為一束
激光從地基
激光器出發(fā)傳輸?shù)浇剀壍郎系囊粋(gè)轉(zhuǎn)換鏡上。轉(zhuǎn)換鏡將激光反射到一個(gè)聚焦鏡上,然后這束光打到大氣層內(nèi)部一個(gè)低海拔的目標(biāo)上。根據(jù)Kolmogorov模型,假設(shè)目標(biāo)值的半徑為10cm,就可以計(jì)算大氣像差。本例中包含了激光擴(kuò)束器像差、轉(zhuǎn)換鏡上的像差以及聚焦鏡上的像差。
l_v*7d 大氣模型假設(shè)的波陣面
光譜功率為(忽略內(nèi)部和外部的尺寸限制):
acOJ]] [[qwaI
K!b8= K` Sue
6+p 其中W^2 (f)是波陣面的光譜功率,r0為可視
參數(shù),f是空間頻率,L0是外部尺寸,Li是內(nèi)部尺寸,這些參數(shù)的單位分別為rad,m,m-1。由于大氣像差和光束擴(kuò)束器的像散,斯特列爾比SR=0.34。經(jīng)過一個(gè)激勵(lì)器影響半徑為4.0cm的自適應(yīng)鏡校正后,斯特列爾比為0.87。經(jīng)過全程傳播到達(dá)目標(biāo)后,光斑直徑為50cm,剩下56%的能量,相對(duì)于沒有自適應(yīng)鏡時(shí)能量的22%,有了明顯的提高。由于沒有考慮大氣對(duì)
光學(xué)元件散射效應(yīng)的衰減效應(yīng),所以實(shí)際中傳輸?shù)降墓飧由佟?span style="display:none"> Qg0vG]
[F|+(}
viuiqs5[Bi 圖1.地對(duì)空激光通信
系統(tǒng)示意圖
Q
@2(aR Y&,rTa
3#Y3Dz` 表1.關(guān)鍵參數(shù)
y3yvZD lEfBe)7+ ###激光器光束初始化
(G8 set/alias/off
+AK:(r wavelength/set 1 .48 # 設(shè)置激光器
波長(zhǎng) :pd&dg!5 array/set 1 256 # 設(shè)置計(jì)算初始矩陣大小
k!doIMj units/s 1 .1
id?_>9@P gauss/c/c 1 1 1.25 # 定義高斯光束
iMWW%@U^= clap/cir/con 1 1.25
m4gU*? energy/norm 1 1. # 能量歸一化設(shè)置
8U^D(jrz set/density 64 # 設(shè)置畫圖線條密度
Lp~^*j( title 1: starting laser distribution
8X~h?^Vz plot/watch ex26_1.plt
oP]L5S&A plot/liso nsl=64 xr=1.5 yr=1.5 # 繪制激光束初始強(qiáng)度曲線
Tiprdvm< ####激光器初始光束相位分布如圖1所示:
wZv-b*4 z{6YC~
e}Q>\t45 圖1激光器光束初始分布
=hcPTU-QU 9d"5wx ##光束擴(kuò)束器(20X)
模擬 hNO)~rt mirror 1 20 focallength # 擴(kuò)束器透鏡1焦距設(shè)置為20cm.
[EGx dist -420 #
透鏡分離
Wy(pLBmb mirror 1 400 focallength #擴(kuò)束器透鏡2焦距設(shè)置為400cm.
H'h#wV`( abr/ast 1 .2 45 # 光束峰谷像散設(shè)置
q2!'==h2i clap/cir/con 1 25 # 設(shè)置孔徑光闌直徑50
nx;$dxx_Ws phase/random/kolmogorov 1 10. 7 # 光束附加大氣像差
4zzlazU strehl
d +xA: title 2: phase after beam expander and atmoshpheric turbulence
hwDXm9 plot/watch ex26_2.plt
;\s~%~\ plot/liso/phase xr=30 yr=30 nsl=64 min=-6 max=6
n{{P3f ( 2zeG`
[tm[,VfA^ 圖2.經(jīng)過擴(kuò)束器及大氣干擾后光束相位分布
F;a3 tzNaw %\ ####光束傳輸至自適應(yīng)鏡
RH=$h! 5 adapt 1. 4. # 自適應(yīng)鏡對(duì)光束的曲率半徑影響為4cm
ss;
5C:*y strehl
<~O}6HQ# title 3: phase after adaptive optic correction
i7f%^7!