大气湍流对高速激光通信影响模拟实验研究

分析了大气湍流对高速激光通信影响的研究方法、现状及必要性,建立了高速激光通信用大气湍流模拟装置,提出了大气湍流对高速激光通信影响的模拟实验方案,采用实验室内半实物模拟的方法,利用大气湍流模拟装置模拟中弱强度的湍流,搭建激光传输实验系统,并进行了光强闪烁方差及频谱、到达角起伏方差及频谱等测试,结果表明,该大气湍流模拟装置的光强闪烁、到达角起伏符合-5/3理论,光强闪烁、到达角起伏是影响激光通信性能的主要因素,为深入研究大气湍流对高速激光通信影响提供了有效手段和方法,最后对大气高速激光通信未来的发展方向进行了展望。     

网络构成大气湍流遥测系统

文中介绍了遥测系统由微机承担主站监控，对终端站实行控制，处理数据，计算并实时显示，单片机构成智能终端站。终端站完成对其所处现场的数据采集和预处理。构成的遥测系统用于５００米大气传输光路上的湍流强度分布以及湍流谱的测量。综具有自动采集、处理、储存、实时显示等功能，结构紧凑、使用可靠等优点，可得到复杂地形的大气湍流强度分析。     

用相位共轭技术补偿湍流畸变

激光在大气中传输的时候,由于大气湍流的影响而导致了光束波阵面的严重畸变,这给激光通讯带来了严重危害。     

烟道中光学湍流测量

用微温传感器测量了发电厂烟道内的温度起伏频谱,得到烟道内折射率结构常数C2n的分布及外尺度.结果表明:烟道内的温度谱可用von Karman谱表示,外尺度基本不随离烟道壁的距离变化,C2n强度随离烟道壁的距离增加而增加.在处理平均风速值时,要考虑结构常数分布对加权函数的影响.由C2n计算出的光闪烁强度远小于实测的光闪烁强度,因此,光束通过烟道气流的闪烁主要原因不是来自温度起伏.     

非均匀大气近地面层温度梯度的光学测量

从三维射线方程出发,经过分析和简化,得到水平非均匀大气条件下射线描迹的微分方程组,作为光学测量的理论基础.分析了温度梯度分布的一般特征;在射线弯曲的几何关系基础上,分析了折射角及折射角变化量和温度梯度的积分关系,讨论了路径加权特性,表明在非均匀并且温度梯度对光路中心不对称分布条件下,单边光学测量得不到温度梯度的区域平均值.需要通过双向对测,才能得到光路上温度梯度的算术平均.同时表明,多光源测量系统在非均匀大气近地面层得不到准确的平均温度廓线.