資源描述:
《基于Mie散射的CO2激光大氣傳輸特性測量》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第3卷第4期中國光學(xué)與應(yīng)用光學(xué)V01.3NO.42010年8月ChineseJournalofOpticsandAppliedOpticsAug.2010文章編號1674—2915(2010)04'0353一10基于Mie散射的CO2激光大氣傳輸特性測量張合勇,王挺峰,邵俊峰,趙帥,郭勁(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所,激光與物質(zhì)相互作用國家重點實驗室,吉林長春130033)摘要:為了更準(zhǔn)確地計算大氣透過率,在Mie散射理論基礎(chǔ)上,分析了雷達系統(tǒng)設(shè)計中需考慮的大氣透過率的經(jīng)驗計算公式,指出了該經(jīng)驗公式的不足??紤]大氣分析軟件MODTRAN自身的優(yōu)點,采用
2、經(jīng)驗公式和軟件計算相結(jié)合的方式計算大氣透過率,給出了MODTRAN計算結(jié)果的修正表達式。在該理論指導(dǎo)下,進行了c0激光大氣傳輸實驗。由于沒有考慮大氣湍流,理論計算和實驗結(jié)果存在一定偏差,但不影響本文方法的實用性。實驗測量顯示,激光器出口處光斑能量抖動比為6.18%,而在50m和1km處能量抖動比分別為8.3%和50.2%,表明隨著傳輸距離增加,能量抖動比增大。除掉激光器本身輸出能量抖動外,在50m和1km處由大氣傳輸造成的能量抖動比分別為2.12%和44.02%。實驗結(jié)果提示,水平傳輸1km時能量抖動已相當(dāng)劇烈,所以對更遠距離的激光傳輸,自適應(yīng)光學(xué)補償顯得尤為重
3、要。關(guān)鍵詞:大氣傳輸;Mie散射;MODTRAN軟件;CO激光;能量抖動比中圖分類號:TN249;P407.5文獻標(biāo)識碼:AMeasurementofCO2laseratmospherictransmissionpropertybasedonMiescatteringZHANGHe·yong,WANGTing—feng,SHAOJun—feng,ZHAOShuai,GUOJin(StateKeyLaboratoryofLaserInteractionwithMatter,ChangchunInstituteofOptics,F(xiàn)ineMechanicsandPhy
4、sics,ChineseAcademyofSciences,Changchun130033,China)Abstract:Inordertocalculatetheatmospherictransmittancemorecorrectly,theempiricalexpressionofat—mospheretransmittancewhichshouldbeconsideredinthedesignoflidarsystemsbasedonMietheorywasan—alyzedinthispaper,andthedisadvantageoftheempir
5、icalexpressionwasdemonstrated.InconsiderationofthemeritsboththeempiricalexpressionandMODTRANsoftware,theywerecombinedtocalculatetheatmos—pherictransmittance.Asaresult,amodifiedtransmittanceexpressionwasachieved.Theatmospherictrans-mittaneeexperimentsofCO2laserwerecompletedudderthethe
6、oryabove.Theactualresultsandthetheoryhavesomedifferenceswithoutconsideringtheatmosphereturbulence,butthereisnoimpactonthepractica一收稿日期:2010-03—12;修訂日期:2010-06—13基金項目:中國科學(xué)院院長優(yōu)秀獎獲得者科研專項啟動資金354中國光學(xué)與應(yīng)用光學(xué)第3卷bilityofthetheory.Theexperimentalresultsshowthattheenergydriftratioofthelaseris6.1
7、8%attheout—putwindow,and8.3%and50.2%atthedistancesof50mand1000m,respectively,whichmeanstheraft-OSincreasewiththeenlargementofdistance.Themainreasonofthedriftistheatmospherictransmissionac—cordingtotheexperimentalenvironments.ExcludingthedriftratiosattheoutputwindowoftheCO2laser,theen
8、ergydriftrat