脉冲激光在3种大气模型下传输的热晕与湍流效应研究
激光大气传输光波相位不连续性问题研究进展
激光大气传输光波相位不连续性问题研究进展葛筱璐;冯晓星;范承玉【摘要】With laser beam propagating over a long distance through even weak atmospheric turbulence, significant turbulence effect might happen so that a continuous phase function does not exist in general owing to the presence of branch points in phase. Branch points could induce degradation of the performance of a standard adaptive optics system when it is used to compensate atmospheric turbulence. The generation and development, the optical properties and topological characteristics of branch point* in the atmosphere were introduced. The study of phase discontinuity of laser propagation through atmosphere was reviewed so as to provide a reference for further study of laser propagation through atmosphere and adaptive optics system.%激光在大气中长距离传输时,即使湍流很弱也会产生强湍流效应.在强湍流效应中,一个重要的问题就是光波的相位不再是连续的,相位不连续性问题会引起现有的自适应光学校正能力的降低.介绍了相位不连续点产生的机理和基本性质,阐述了激光大气传输相位不连续性问题近年来的研究进展,为激光大气传输及自适应光学校正技术研究工作的更好开展提供了参考.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2012(036)004【总页数】5页(P485-489)【关键词】大气与海洋光学;自适应光学;不连续相位;激光传输;大气湍流【作者】葛筱璐;冯晓星;范承玉【作者单位】山东理工大学理学院,淄博255049;中国科学院安徽光学精密机械研究所大气成分与光学重点实验室,合肥230031;中国科学院安徽光学精密机械研究所大气成分与光学重点实验室,合肥230031【正文语种】中文【中图分类】TN929.12;P425.2激光在湍流大气中传输时，湍流将对它产生各种效应，如光强闪烁、相位畸变、光斑扩展和漂移等，这些效应均会导致激光光束质量的严重退化，从而对跟踪、测距、光学成像、激光通讯以及激光武器等众多的激光工程应用产生不利的影响。
大气湍流中的激光传输
使用适应性强的接收器
要点一
总结词
使用适应性强的接收器可以捕获更多信号，降低噪声和干 扰。
要点二
详细描述
在湍流大气中，光束的形状和强度可能会快速变化。因此 ，使用适应性强的接收器非常重要。这种接收器能够快速 响应光束的变化，并捕获更多的信号能量。此外，接收器 还应具有较低的噪声和干扰水平，以提高信号检测的准确 性。通过结合适应性强的接收器和适当的信号处理技术， 可以进一步改善激光传输的性能，提高通信和探测系统的 可靠性。
激光遥感技术能够实现高分辨率、高精度的目标成像，为地理信 息获取、资源调查等领域提供支持。
穿透性强
激光的波长较短，能够穿透一定厚度的云层和植被，因此在气象预 报、森林防火等领域有广泛应用。
实时监测
激光遥感技术能够实现实时、动态的目标监测，为灾害预警、环境 保护等领域提供及时的信息支持。
THANK YOU
大气湍流的特性
总结词
大气湍流的特性包括随机性、非线性和尺度变化等。
详细描述
大气湍流的随机性表现在流场中各点的速度和方向都是随机的，无法预测下一个时刻的状态。非线性则是指湍流 中各种物理量之间的相互作用是非线性的，导致流场的复杂性和混沌性。此外，大气湍流还具有尺度变化的特性， 从小尺度到大气边界层，湍流的作用范围广泛。
04
大气湍流中激光传输的改善方 法
提高激光功率
总结词
提高激光功率可以增强信号强度，减少 因大气湍流引起的信号衰减。
VS
详细描述
通过使用更高功率的激光器，可以增加信 号的能量，从而提高在湍流大气中传输的 信号强度。这有助于克服湍流引起的光束 漂移和扩展，降低误码率，提高通信和探 测系统的性能。
优化光学系统设计
大气湍流对红外的影响_概述及解释说明
大气湍流对红外的影响概述及解释说明1. 引言1.1 概述大气湍流是指大气中存在的一种不规则、无序而且具有随机性的气体运动现象，其对红外辐射的传输产生了重要影响。
红外辐射在军事、航空航天、气象等领域应用广泛，因此了解大气湍流对红外辐射传输的影响机制对于优化红外成像系统的设计和提高其性能至关重要。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面对大气湍流对红外辐射的影响进行深入研究。
首先，我们将介绍大气湍流概念及其特征，并讨论导致湍流形成的因素。
接着，我们将探讨红外辐射的基本特性以及在不同波长区域和应用领域中所具有的潜力。
然后，我们将说明红外传感器工作原理以及其在红外成像系统中的应用。
通过以上内容的铺垫，我们将详细介绍目前关于大气湍流对红外辐射影响机制研究的最新进展，包括温度涨落效应、折射率涨落效应以及散焦与模糊效应等方面，并总结当前存在的挑战和问题。
最后，我们将对现有解决方案进行分析并评估其优缺点，并展望未来研究方向和发展趋势。
1.3 目的本文旨在全面概述大气湍流对红外辐射的影响，并深入解释其影响机制。
通过对国内外相关研究成果的综述和分析，可以为红外成像系统的设计和性能提升提供参考，并为未来相关研究提出新的创新思路和方向。
2. 大气湍流概述:2.1 定义与特征:大气湍流是指在大气层中存在的一种不规则运动现象，具有随机性和不可预测性。
它是由于大气中温度、湿度、风向等因素的变化引起的。
大气湍流通常表现为空气的快速混合和乱流运动，导致空间和时间上的非均匀性。
大气湍流具有以下主要特征：- 无规则性: 大气湍流运动没有明确的周期性或规律性，其运动模式会不断变化。
- 尺度范围广: 大气湍流可以出现在非常小的尺度（例如微观颗粒周围）到非常大的尺度（例如行星尺度）之间。
- 能量耗散: 大气湍流会使空气能量从大尺度逐渐转移到小尺度，并最终以热能形式耗散掉。
2.2 影响因素:多个因素会影响大气湍流的生成和发展，其中包括：- 空间和时间上的温度差异: 温度差异会导致空气密度不均匀，从而产生湍流运动。
第二章 光在湍流大气中传输的理论概述
2.1 大气折射率在光学频率范围内，对流层（高度<17km）中的地球大气的空气折射率表示如下：n=1+77.6（1+7.52×10-3λ-2）（p/T）×10-6 （2.1）式中，p是以mbar为单位的大气气压，T是热力学温度，λ是以μm为单位的光波波长，由于地面上温度对n1（r）的贡献＜1%，故（2.1）式中忽略了与水汽压相关的项，当然这一项对水上传播光路是不可忽略的。
2. 2 大气湍流描述自然界中的流体运动存在着二种不同的形式：一种是层流，看上去平顺、清晰，没有掺混现象；另一种是湍流，看上去毫无规则，显得杂乱无章。
例如，如果流体以一定的速度流过一个管子，我们可以用带颜色的染料对它进行观察，在流体速度低的时候，流线光滑面清晰，流体处于层流状态；不断增加流体速度，当流速达到一定值时，流线就不再是光滑的了，整个流体开始作不规则的随机运动，流体处于湍流状态。
自从1883 年Reynolds 做了著名的湍流实验以来，以Monin-Obukhov 提出的相似理论、Deardorff 提出的大涡模拟、美国Kansas 州观测实验等为代表，大气湍流的研究已经取得了很大的进展和丰硕的成果，并在天气、气候研究和工程实际中获得成功地应用。
湍流对大气中声、光和其它电磁波的传播具有极为重要的影响，例如湍流风速、温度和湿度的脉动都会引起声音散射和减弱，大气小尺度光折射率的起伏(称为光学湍流)，会严重影响光的传播和光学成像的质量等等。
长期以来，以Tatarskii 的工作为代表，声光电传播的湍流效应大都是按照Kolmogorov 的均匀、平稳和各向同性假设处理的，而实际的湍流经常不满足这些假设，要建立更加完善的波动传播模型就必须考虑湍流的各向异性、以及间歇性的影响。
2. 3 折射率湍流模型在湍流大气中，折射率在不同地点、不同时刻都是变化的。
一方面，我们还不可能对这些变化作出预测；另一方面，即使已知这些变化，要对所有时刻、所有地点的值作出描述实际上也是不可能的。
金属粉末气雾化技术研究新进展
金属粉末气雾化技术研究新进展徐良辉;周香林;李景昊【摘要】气雾化制粉技术因粉末球形度高、气体杂质含量低等优点已经成为现在一种重要的粉末制备方法.雾化过程可粗略分为破碎和凝固两部分,涉及传热,物质交换以及多相流相互耦合等复杂现象.目前,人们对与雾化机理以及工艺参数的控制方法没有系统认识,制约了气雾化技术快速发展和工业化生产.本文简述了气雾化制粉中合金熔体的破碎行为机理,总结了最近几年关于气体流场结构、雾化工艺参数优化和计算流体力学在气雾化技术中的研究新进展,并且介绍了一些新技术在气雾化研究中的应用.【期刊名称】《热喷涂技术》【年(卷),期】2018(010)002【总页数】7页(P1-7)【关键词】气体雾化;金属粉末;破碎机理;计算流体力学【作者】徐良辉;周香林;李景昊【作者单位】北京科技大学新金属材料国家重点实验室,北京 100083;北京科技大学新金属材料国家重点实验室,北京 100083;加拿大麦吉尔大学机械工程系,蒙特利尔 QCH2A0C3【正文语种】中文【中图分类】TG174.40 引言高品质金属粉末是粉末冶金、金属注射成型、喷涂、喷射成型、激光熔覆和金属部件焊接等应用的基础，随着增材制造产业的快速发展，对于金属粉末的质量，尤其是粉末粒度分布、球形度、成分精度及杂质元素控制等方面提出了严苛的要求。
虽然金属粉末的雾化技术经历了近一个世纪的发展，但是气雾化原理以及控制方法依然是当今材料科学的重要研究方向之一[1]，例如超音速喷嘴结构设计、熔炼技术、真空密封系统、压力仓结构设计及补偿，以及粉末分级后处理和检测方法等。
与传统的电化学和破碎研磨方法相比，气雾化技术已经成为制备精细球形金属及合金粉末最重要的方法，据统计，雾化法生产的金属粉末已达世界粉末总产量的80%[2]。
工业上可以使用雾化法生产的金属粉末种类很多，除了难熔金属钨、钼等和非常活泼的金属以外，几乎包含了所有常见金属及合金体系。
雾化法根据雾化介质的不同，可分为水雾化和气雾化：水雾化是以水作为雾化介质冲击熔融液滴的方法，效率高，但是制备粉末的杂质元素含量以及粉末形貌难以控制。
激光光束在大气中的传输机理研究
激光光束在大气中的传输机理研究作为一种重要的光学工具，激光在现代科技和工业中发挥着重要作用。
而激光光束在大气中的传输机理的研究，则是涉及到激光技术应用的一个关键领域。
在大气传输中，激光光束受到许多因素的影响，如大气湍流、散射和吸收等。
本文将深入探讨这些因素对激光光束传输的影响与机理。
首先，大气湍流是激光光束传输中的主要难题之一。
湍流会导致光束的强度分布发生扭曲和衰减，从而降低激光传输的效率和质量。
目前，有许多研究方法用于模拟和理解湍流对光束的影响。
其中，数值模拟是一种常用的方法，通过数学模型对湍流流场进行计算和模拟，进而预测光束传输的效果。
此外，实验方法也被广泛应用于湍流研究中，例如通过气球和飞机等载体，在大气中进行光束传输实验，并测量湍流对光束的影响。
其次，散射是激光光束在大气中传输的另一个重要影响因素。
大气中的微尺度粒子（如烟尘、白细胞和水滴）会使光束在传输过程中发生散射，从而导致光束的发散和强度的削弱。
为了更好地理解和预测散射对光束传输的影响，研究者们提出了各种散射模型和算法。
利用这些模型和算法，研究者可以预测光束在不同大气条件下的传输距离和强度衰减，并为激光应用提供相关参数和指导。
另外，大气在不同波长的激光光束中的吸收特性也会对光束传输产生影响。
大气中的气体分子和颗粒物质会对激光光束中的能量进行吸收，从而导致光束的衰减和传输距离的限制。
为了充分利用激光技术，科研人员研究了不同波长激光在大气中的传输特性，并通过选择适合的激光波长，有效地减小了光束传输的衰减和损失。
总结而言，激光光束在大气中的传输机理研究是一个复杂而又关键的领域。
湍流、散射和吸收等因素的影响，使得激光在大气中传输的过程十分复杂且不可忽视。
因此，对这些因素的深入研究和理解，对于激光技术的发展和应用具有重要意义。
未来，我们可以继续探索新的理论和实验方法，以更好地解决激光光束在大气中的传输难题，并推动激光技术在各个领域的进一步应用与发展。
《航天返回与遥感》第40卷(2019)总目次
I 《航天返回与遥感》第40卷（2019）总目次第1期升力体再入飞行器离轨制动方案及优化研究 ··························· 左光, 陈鑫, 侯砚泽, 吴文瑞 (1) 高空零压气球上升过程的运动特性研究 ············································· 廖俊, 袁俊杰, 蒋祎, 杨泽川, 李珺, 卢智勇, 吴春晖, 王宁 (11) 基于FPGA的星上影像正射纠正 ···························· 张荣庭, 周国清, 周祥, 刘德全, 黄景金 (20) 基于改进型重复控制的光程扫描控制系统设计 ················ 郭兰杰, 王浩, 王淳, 马文坡, 林喆 (32) 基于月球观测的“高分四号”卫星相机在轨MTF测试 ·············· 吴同舟, 王浩, 周峰, 李晓曼 (41) 亚微米像元器件在空间应用中的光学系统设计 ························································ 胡嘉宁, 王小勇, 阮宁娟, 刘晓林, 庄绪霞, 李妥妥 (50) 五棱镜垂直度误差对转向角的影响分析 ·········································· 温中凯, 雷文平, 黄颖 (59) “高分三号”卫星图像干涉测量试验 ···································· 余博, 李如仁, 陈振炜, 张过 (66) “高分四号”卫星正射校正精度分析 ···································· 马冯, 孙旭, 高连如, 付晨罡 (74) 基于改进的切比雪夫多项式轨道的SAR影像正射纠正 ································································· 周国清, 贺朝双, 岳涛, 沈俊, 黄煜, 李晓柱 (83) 应急遥感影像信息快速提取方法探讨 ························································ 刘嘉, 廖小露 (93) 一种面向对象的机场跑道变化检测方法 ····················································· 张艺明, 肖文 (102) 旋转森林算法在GF-2卫星影像土地利用分类中的应用·············· 彭力恒, 刘凯, 朱远辉, 柳林 (112) 第2期平流层飞行器技术的最新发展 ··················································· 王彦广, 王伟志, 黄灿林 (1) 充气式进入减速技术的发展 ······························································· 黄伟, 曹旭, 张章 (14) 再入返回器极端热载荷预测方法 ············································· 张思宇, 余莉, 曹旭, 张章 (25) 气动热作用下的充气式减速器性能研究 ······································· 王帅, 余莉, 张章, 曹旭 (33) 骨架充气压力对自充式气囊缓冲性能影响研究 ····················· 李博, 竺梅芳, 牛国永, 刘兴华 (43)II孙嘉, 黄伟, 卢齐跃 (51) 临近空间飞行器滑橇式起落架缓冲特性分析 ···································· 璘多点平衡支撑在空间大口径反射镜上的应用 ························ 张博文, 王小勇, 郭崇岭, 刘湃 (60) 一种航天相机微纳镜头的实现方法 ································· 安书兵, 练敏隆, 唐绍凡, 李瀛搏 (69) 基于行数据扫描的星空多目标星点提取方法 ··························· 李寅龙, 何海燕, 张凤, 李婧 (79) 一种新的连续面形变形镜的解耦控制方法 ······················································ 刘成, 于飞, 丁琳, 宋莉, 黄刚, 郝中洋, 李超, 林喆 (89) ULE®叠层反射镜二维等效建模方法研究 ················································· 丁锴铖, 连华东 (99) GF-6卫星WFV数据在林地类型监测中的应用潜力 ··································································· 刘晋阳, 辛存林, 武红敢, 曾庆伟, 史京京 (107) 第3期前沿光学技术的新发展 ·················································································· 金国藩 (1) 航天火工装置点火输出压力散差的精细化控制 ··························· 成琦, 王帅, 胡建举, 杨叶 (5) 小天体探测器着陆附着技术研究 ················································ 王立武, 戈嗣诚, 蒋万松 (14) 减速伞收口状态气动特性仿真与试验研究 ··········· 王奇, 王立武, 张章, 吴卓, 雷江利, 孙希昀 (24) 大口径光学组件重力翻转测试方法验证及应用 ······· 周于鸣, 杨秋实, 孟晓辉, 刘志远, 王向东 (33) 面向航天应用的高可靠性FPGA动态局部重构 ············· 于志成, 庄树峰, 刘涛, 王洋, 杨秉新 (40) FTS干涉信号延时补偿算法的仿真分析··········································· 翟茂林, 李涛, 张玉贵 (47) 静止轨道闪电光学探测的光谱选择及影响分析 ·········· 鲍书龙, 陈强, 张志清, 汤天瑾, 赵学敏 (57) 空间光学遥感器反射镜组件中环氧胶的选用 ···································· 周小华, 邢辉, 杨居奎 (65) 大气色散对航空双谱段高分辨率斜视成像影响 ·················· 张绪国, 尚志鸣, 张跃东, 曹桂丽 (73) 基于扩展卡尔曼滤波的星敏感器在轨几何标定 ··················· 李响, 谢俊峰, 莫凡, 朱红, 金杰 (82) “委遥二号”卫星长波红外通道在轨辐射定标 ··························································· 刘莉, 陈林, 徐寒列, 胡秀清, 张正慧, 汪红强 (94) 岫岩偏岭矿区植被修复生态环境监测评估 ·············· 周斌, 李雨鸿, 李辑, 李晶, 王婷, 刘东明 (103) 基于本征图像分解的高光谱图像空谱联合分类 ········································· 任智伟, 吴玲达 (111)III 第4期大型航天器无控再入气动稳定性分析 ······································· 徐艺哲, 万千, 左光, 石泳 (1) 空间重复锁紧技术综述 ················ 杨泽川, 罗汝斌, 廖鹤, 廖俊, 罗世彬, 蒋祎, 袁俊杰, 王宁 (10) 降落伞收口绳载荷计算方法研究 ··········································· 王立武, 雷江利, 吴卓, 包进进 (22) 面向降落伞稳态CFD计算的网格生成方法研究 ··············· 靳宏宇, 吴壮志, 王奇, 贾贺, 荣伟 (30) 环路热管在低温真空环境下的控温性能试验研究 ············· 高腾, 杨涛, 鲁盼, 赵石磊, 赵振明 (38) 基于FPGA的探测器制冷控制系统优化设计 ············································ 谢妮慧, 郝中洋 (48) 开环虚拟振动试验方法在航天遥感器上的应用研究 ································· 郭崇岭, 张博文, 赵野 (57) 垂直装调用大口径自准直反射镜系统研究 ·········································· 陈宗, 范龙飞, 李斌, 陆玉婷, 王昀, 李凌, 陈佳夷, 王向东 (67) 一种高精度半角反射镜指向机构的设计与实现 ···································· 李晓, 于婷婷, 王淳 (76) 基于FFT算法的激光有源非稳腔光场分布数值计算方法 ············································· 罗萍萍, 桑思晗, 史文宗, 杨超, 颜凡江, 李梦龙, 蒙裴贝 (86) 光学遥感图像目标检测技术综述 ························· 李晓斌, 江碧涛, 杨渊博, 傅雨泽, 岳文振 (95) 基于非负最小二乘法的全色与高光谱图像融合 ······························ 郝红勋, 何红艳, 张炳先 (105) 顾及光行差改正的遥感卫星成像模型及验证 ····················· 张宏伟, 张炳先, 侯作勋, 彭呈祥 (112) 复杂山区ASTER GDEM2高程精度验证 ············································ 胡勇, 马泽忠, 黄健 (122) 第5期计算成像——全光视觉信息的设计获取 ·················································· 赵巨峰, 崔光茫 (1)武 (15) 美军气象卫星的应用与管理 ······························································· 刘韬, 王丹, 珺航天器可重复使用热防护技术研究进展与应用 ········································· 周印佳, 张志贤 (27) 基于主动排气气囊的着陆缓冲控制系统FPGA设计 ··························································· 孙希昀, 王立武, 张章, 刘靖雷, 邓黎, 雷江利 (41) CCD连续转移下图像串扰问题的研究····················申才立, 梁楠, 李鑫, 龚敬, 韩志学, 董龙 (50) 随机振动引起空间反射镜面形退化的机理研究 ·········· 孔富家, 白绍竣, 陈祥, 刘义良, 乔玉莉 (58) 一种调焦机构运动方向与光轴平行性测试方法 ····················· 魏鑫, 何鸿涛, 王建永, 穆生博 (67)IV星载TDI光机扫描相机偏流角建模 ···································· 王浩, 郭兰杰, 晋利兵, 赵艳华 (75) 星载光子探测激光雷达指向调整机构的理论分析 ····················· 张晨阳, 王春辉, 战蓝, 齐明 (84) 基于RFM模型的叠掩区域定位方法······································ 程前, 王华斌, 汪韬阳, 李玉 (95) 基于双树复小波分解的云量时间序列模型预测 ······· 白云博, 欧阳斯达, 杨朦朦, 夏学齐, 王婷 (106) 物方反投影下的星载多光谱相机内视场虚拟线阵拼接···················王怀, 莫凡, 李奇峻, 王鄂 (118) 第6期半刚性机械展开式气动减速技术机构与热防护研究 ································································ 张鹏, 苏南, 赵铄, 桂蜀旺, 毛科铸, 侯向阳 (1) 基于大气模型误差特性的“天宫一号”再入预报 ····················· 张炜, 王秀红, 崔文, 游经纬 (11) 深空探测器防热承力一体化大底结构研究 ··································· 黄文宣, 邱慧, 刘峰, 张萃 (19) 超声速透气降落伞系统的气动干扰数值模拟研究 ············· 贾贺, 姜璐璐, 薛晓鹏, 荣伟, 王奇 (26) RNN在降落伞开伞特性研究中的应用 ················································ 姜添, 戈嗣诚, 李健 (35) 基于主动光学的大型空间相机像质校正仿真············· 赵号, 苏云, 张丽莎, 李博, 粘伟, 张博文 (44)空间红外推扫成像系统探测器光学拼接方法 ············································ 邱民朴, 马文坡 (51)基于不同成核层的碳化硅基底反射镜特性研究 ··························································何世昆, 白云立, 周于鸣, 张继友, 黄巧林, 王利 (59)红外甚高光谱分辨率探测仪反演系统的设计与实现 ··························································罗琪, 李小英, 程天海, 张兴赢, 葛曙乐, 张玉贵 (67)“巴遥一号”卫星双相机在轨绝对辐射定标及精度分析 ········································· 李岩, 陈洪耀, 方舟, 李龙飞, 陈元伟, 胡永力, 汪红强, 汪松 (77)基于滑坡区域颜色特征模型的SVM遥感检测························ 陈善静, 康青, 沈志强, 周若冲 (89)基于U-net的“高分五号”卫星高光谱图像土地类型分类 ························································ 孙晓敏, 郑利娟, 吴军, 陈前, 徐崇斌, 马杨, 陈震 (99)基于深度学习特征提取的遥感影像配准 ·················································· 许东丽, 胡忠正 (107)（卷终）VSpacecraft Recovery & Remote SensingVol. 40 (2019)ContentsNo.1Deorbit Study of General Scheme & Optimized Design of Lifting Reentry Vehicle ································································ ZUO Guang, CHEN Xin, HOU Yanze, WU Wenrui (1) Motion Characteristics of Zero-pressure Balloon in Ascending Process·· LIAO Jun, YUAN Junjie, JIAGN Yi, YANG Zechuan, LI Jun, LU Zhiyong, WU Chunhui, WANG Ning (11) Ortho-rectification for Remote Sensing Image Using FPGA ··························· ZHANG Rongting, ZHOU Guoqing, ZHOU Xiang, LIU Dequan, HUANG Jingjin (20) Optical Path Scanning Control System Based on Modified Repetitive Control ················································· GUO Lanjie, WANG Hao, WANG Chun, MA Wenpo, LIN Zhe (32) The Lunar Trail of GF-4 Satellite and On-orbit Knife-edge Measurements of MTF ······························································ W U Tongzhou, WANG Hao, ZHOU Feng, LI Xiaoman (41) Study on Submicron Pixel Size Detector Applied in the Space Optical System Design ················ HU Jianing, WANG Xiaoyong, RUAN Ningjuan, LIU Xiaolin, ZHUANG Xuxia, LI Tuotuo (50) Impact Analysis of the Perpendicular Error of Pentaprism on the Steering Angle ······································································ WEN Zhongkai, LEI Wenping, HUANG Ying (59) Image Interferometry Experiment of GF-3 Satellite ·································································· YU Bo, LI Ruren, CHEN Zhenwei, ZHANG Guo (66) Research on Orthorectification Accuracy of GF-4 Satellite Image ............................................................................................. MA Feng, SUN Xu, GAO Lianru, FU Chengang (74) Orthorectification of SAR Image Based on Improved Chebyshev Polynomials Orbit Model ··························· ZHOU Guoqing, HE Chaoshuang, YUE Tao, SHEN Jun, HUANG Yu, LI Xiaozhu (83) Discussion on Rapid Extraction Method of Emergency Remote Sensing Image Information ·································································································· LIU Jia, LIAO Xiaolu (93) An Object-oriented Method for Airport Runway Change Detection ................... ZHANG Yiming, XIAO Wen (102) GF-2 Satellite Imagery Application in Land Use Classification Based on Rotation Forest Algorithm ··································································· P ENG Liheng, LIU Kai, ZHU Yuanhui, LIU Lin (112)No.2The Latest Development of Stratospheric Aerocraft Technology ······························································WANG Yanguang,WANG Weizhi, HUANG Canlin (1) The Development of Inflatable Entry Decelerator Technology ...... HUANG Wei, CAO Xu, ZHANG Zhang (14) Prediction Method for Extreme Thermal Load of Reentry Capsule ································································· ZHANG Siyu, YU Li, CAO Xu, ZHANG Zhang (25)VIStudy on the Performance of Inflatable Decelerator with Aerodynamic Heating ·································································· W ANG Shuai, YU Li, ZHANG Zhang, CAO Xu(33) Research of the Influence of Inflatable Frame Pressure on Ambient Inflated Airbag Cushioning Performance ······························································ LI Bo, ZHU Meifang, NIU Guoyong, LIU Xinghua (43) Study on Drop Dynamics of Ski Landing Gear for Near Space Aircraft ··············································································· SUN Jialin, HUANG Wei, LU Qiyue (51) Whiffle-tree Support of a Large Aperture Space-based Mirror ················································· ZHANG Bowen, WANG Xiaoyong, GUO Chongling, LIU Pai (60) A Design Method of Aerospace Camera Micro-nano Lens ······················································· AN Shubing, LIAN Minlong, TANG Shaofan, LI Yingbo (69) Space Multi-target Star Extraction Algorithm Based on Line Data Scanning ··································································· LI Yinlong, HE Haiyan, ZHANG Feng, LI Jing (79) A New Decoupling Control Method for the Deformable Mirror with Continuous Surface Shape ········· LIU Cheng, YU Fei, DING Lin, SONG Li, HUANG Gang, HAO Zhongyang, LI Chao, LIN Zhe (89) 2D Equivalent Modeling Method for ULE® Stacked-core Mirrors ····················································································DING Kaicheng, LIAN Huadong (99) Potential Application of GF-6 WFV Data in Forest Types Monitoring ······································ LIU Jinyang, XIN Cunlin, WU Honggan, ZENG Qingwei, SHI Jingjing (107)No.3The New Development of Optical Technology ························································· JIN Guofan (1) High Precision Control of Ignition Output and Transmission of Space Pyrotechnic Device ································································· C HENG Qi, WANG Shuai, HU Jianju, YANG Ye (5) Research on Lander Adhering and Recovery Technology for Asteroid Exploration ······································································ WANG Liwu, GE Sicheng, JIANG Wansong(14) Numerical Simulation and Experimental Study on Aerodynamic Characteristics of Reefed Decelerating Parachute ······························ WANG Qi, WANG Liwu, ZHANG Zhang, WU Zhuo, LEI Jiangli, SUN Xiyun (24) Verification and Application of Gravity Flip Test Method for Large Aperture Optical Components ························ ZHOU Yuming, YANG Qiushi, MENG Xiaohui, LIU Zhiyuan, WANG Xiangdong (33) High Reliability FPGA Dynamic Partial Reconfiguration for Aerospace Application ·································· YU Zhicheng, ZHUANG Shufeng, LIU Tao, WANG Yang, YANG Bingxin(40) Time-delay Compensation Simulation and Analysis of Interference Signal Based on FTS Technology ·············································································· ZHAI Maolin, LI Tao, ZHANG Yugui (47) Spectral Band Selection and Influence Analysis for Lightning Optical Detection for the Geostationary Meteorological Satellite ····························· B AO Shulong, CHEN Qiang, ZHANG Zhiqing, TANG Tianjin, ZHAO Xuemin (57) Epoxy Selection for Reflect Mirror Assembly in Space Remote Sensor ········································································· ZHOU Xiaohua, XING Hui, YANG Jukui (65) Influence of Atmospheric Chromatic Dispersion on Aerial Dual-band High Resolution Standoff Imaging ············································ ZHANG Xuguo, SHANG Zhiming, ZHANG Yuedong, CAO Guili(73) On-orbit Geometric Calibration of Star Tracker Based on EKF ···························································· L I Xiang, XIE Junfeng, MO Fan, ZHU Hong, JIN Jie (82) On-orbit Radiometric Calibration in Long Wave Infrared Band of VRSS-2 Satellite ······················ LIU Li, CHEN Lin, XU Hanlie, HU Xiuqing, ZHANG Zhenghui, WANG Hongqiang(94) Monitoring and Assessment of Vegetation Restoration Ecology Environment in Xiuyan Pianling-mining Area ··········································· Z HOU Bin, LI Yuhong, LI Ji, LI Jing, WANG Ting, LIU Dongming (103)。
基于大气湍流的光学成像系统性能研究
基于大气湍流的光学成像系统性能研究随着科技的不断进步，光学成像系统在现代生活中的应用越来越广泛。
然而，由于大气湍流对光传输的影响，光学成像系统的性能往往会受到限制。
因此，人们对于基于大气湍流的光学成像系统性能进行研究成为了一个热门的课题。
大气湍流是指大气中因温度、压力和湿度等参数的不均匀性所引起的气流的不规则运动。
这种运动往往会导致光的传输受到湍流涡旋的扰动，使光的传输路径发生弯曲、偏移和增加相位差等现象，从而影响光学成像系统的成像质量。
为了研究基于大气湍流的光学成像系统性能，科学家们采取了多种手段和方法。
其中，一种常用的方法是通过数值模拟进行研究。
科学家们根据湍流的运动特性，建立了合适的数学模型，利用计算机进行模拟计算，得到了光学传输路径的扰动情况，从而研究光学成像系统的成像质量。
这种方法具有灵活性强、成本低等优点，可以帮助科学家们更好地理解大气湍流对光学系统的影响。
另一种常用的方法是通过实验研究。
科学家们利用气象球、激光测风仪等仪器设备，对大气湍流进行实时监测和测量。
通过这些实验数据，科学家们可以获得大气湍流的运动特性和变化规律，进而研究光学传输路径的扰动情况。
这种方法具有直观性强、可靠性高等优点，可以为实际应用提供可靠的数据支持。
基于大气湍流的光学成像系统性能研究不仅仅可以帮助科学家们更好地了解大气湍流对光学系统的影响，还对于提高光学成像系统的成像质量具有重要意义。
在军事、遥感、天文等领域，光学成像系统常常需要在复杂的大气湍流环境中工作。
如果能够深入研究大气湍流对光学系统的影响，并根据研究结果进行系统优化和改进，就可以显著提高光学成像系统的成像精度和稳定性。
值得注意的是，基于大气湍流的光学成像系统性能研究还面临一些挑战和难题。
首先，湍流现象十分复杂，涉及的参数和变量众多，研究难度较大。
此外，湍流的运动特性和变化规律也存在一定的不确定性，对于系统性能的研究提出了一定的挑战。
因此，科学家们仍然需要继续努力，开展更深入、更广泛的研究，为基于大气湍流的光学成像系统性能提升提供更为有效的解决方案。
新概念武器的发展趋势及对比
( ( 科技革命的浪潮蓬勃兴起， 正在引发新一轮世界范围的重大 军事变革，不少国家已逐渐从依 赖军事技术驱动，转而更加主动 地发展和吸纳高新技术成就。其 中，加速新概念武器的研制和发 展是其确立军事高技术优势的重 要举措。预计 !’ 世纪初的 !" ) &" 年 内，将 会 有 一 大 批 新 概 念 武器诞生。
·轻小型化 5 5 随着新材 料、微电子、光电子等高技术的 飞速发展，动能拦截弹战斗部的 特征尺寸和质量将呈数量级下 降，呈现出微小型化趋势，带动 了防空反导武器技术的发展，降 低了对助推火箭发射质量的要 求。今后，随着神经网络、微机 电技术和系统集成技术的发展和 应用，动能拦截弹的战斗部将进 一步实现轻小型化。
星弹，目前发展这种技术的国家 的目标。
有美、英、法、俄和以色列等国，
·通用化5 5 !# 世纪 6# 年
但主要工作集中在美国。当前美 代，美国就已开始重视动能拦截
国在战区导弹防御系统和国家导 弹技术通用化的可行性研究，并
弹防御系统中采用的主要是较为 着手探索研究利用已研制成功的
成熟的第二代技术，拦截器质量 “大气层 外 轻 型 射 弹”满 足 不 同
目前，正在探索和发展中的 典型新概念武器主要有定向能武 器、动 能 武 器、高 超 声 速 武 器、 计算机网络攻防武器、微型无人 作战平台和非致命武器等。这些 新概念武器为武器装备的发展开 辟了崭新的领域，在一定程度上 代表了未来武器装备的发展方 向。
!" 新概念武器的发展趋势 进入 !" 世纪 $" 年代以来，
由于卫星在现代战争中的作 用日益突出，反卫星武器的研究 越来越受到重视。美国陆军战略 防御司令部提出利用中红外先进 化学激光器（ ./+012）和与之配 套的海石光束定向器（ 3245）进 行反卫星模拟试验，证明其已经 具备有限的反卫星能力。此外， 美国空军也在积极发展激光反卫 星技术，计划于 !""- 年建成用 于空间控制作战的地基氧碘化学 激光反卫星系统。
2017年发达国家风洞试验研究进展-力学论文-物理论文
2017年发达国家风洞试验研究进展-力学论文-物理论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要：从三个方面综述了2017年国外发达国家风洞试验发展动态, 包括国家风洞试验设备改造情况、风洞试验技术发展情况以及大型风洞开展的试验研究项目。
在此基础上, 给出了风洞试验未来发展趋势的分析研究结果。
关键词：风洞试验; 风洞测试技术; 风洞设备;0、引言大型风洞试验设备被视为国家的战略资源。
风洞试验是开展先进飞行器预研、型号设计/评估和CFD工具验证的重要手段。
透过2017年度国外航空航天发达国家风洞试验设备、试验技术和风洞试验情况的发展动态, 我们可以从一个侧面了解和认识国外发达国家风洞试验和飞行器研究的现状, 分析发展趋势, 从而为我国风洞设备建设和型号研制提供参考。
1、加强核心风洞设备改造, 提高试验模拟能力根据美国国会颁布的81-415公共法案, 美国国家风洞试验设备主要集中于建设NASA (美国国家航空航天局) 和军方的AEDC (阿诺德工程发展综合体) 。
进入21世纪以来, 美国国家风洞试验设备已完成去产能工作, 国家资源向国家基本核心风洞集中, 提高资金利用率和风洞更新改造的科学化管理水平。
根据NASA航空评估和试验能力项目(AETC) , 2017年, 美国NASA完成了对兰利、格林和艾姆斯三个研究中心12座核心风洞设备2016财年的评估工作, 掌握了主要风洞设备现状、可靠性以及满足未来五年试验的能力, 更新了设备管理数据库, 为科学管理风洞维修改造奠定了基础。
NASA格林中心IRT结冰风洞采用组合使用标准喷嘴和Mod 1喷嘴的方式, 调试完成IRT水滴分布, 满足FAA 25部附录O冻雨(FZDZ) 模拟MVD40的试验模拟要求。
世界最大的全尺寸风洞美国NASA的NFAC (国家空气动力设施) 在经历了2003年关停、2008年交由军方AEDC管理运营后, 美国国防部投资、由Jacobs工程/宇航试验联盟(ATA) 负责对其进行了全面恢复和升级改造工作。
Franz-Keldysh效应及其应用
ｂｅａｍ ｌａｓｔ，ＣＥＲ ｓｐｅｃｔｒａ ｆｒｏｍ ｎ－ｔｙｐｅ ＧａＡｓ ｆｉｌｍｓ ｇｒｏｗｎ ｂｙ ｍｏｌｅｃｕｌａｒｕｌａｔｉｎｇ（ｓｉ）ＧａＡｓ ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＲ
ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ（ＩＦＶＤ）．Ｌｏｔｓ ｏｆ ＦＫＯｓ ｗｅｒｅ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃａｐｐｉｎｇ ｌａｙｅｒｓ ａｎｄ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｌａｙｅｒｓ ｏｆ
ｔｈｅ ａｓ—ｇｒｏｗｎ ｓａｍｐｌｅｓ．Ｔｗｏ ａｌｌｏｗｅｄ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ ｌ ｌ Ｈ ａｎｄ １ ｌ Ｌ，ａｎｄ ａ ｆｏｒｂｉｄｄｅｎ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ １ ３Ｈ
特征频率得到了轻、重空穴折合质量平方根的比值√∥。／√∥。，重、轻空穴跃迁
强度比Ｂ。佃，，还精确地确定了样品的内建电场。ＦＫＯ的ＣＦＴ分析方法为从调
制光谱中获得更多、更准确的信息提供了一个新的途径。，＋
，
第二，首次研究了无接触电调制反射谱（ＣＥＲ）的动力学过程，提出了ＳＩＮ＋
结构ＣＥＲ谱的动力学模型，结果显示表面态在ＳＩＮ＋结构ＣＥＲ谱的动力学过程
第二首次研究了无接触电调制反射谱cer的动力学过程提出了sin结构cer谱的动力学模型结果显示表面态在sin结构cer谱的动力学过程中起到了非常重要的作用ol两个调制半周期的时间常数分别由表面态向表面处导带边激发的激发时间和样品结构的rc时间常数决定由于二者相差悬殊导致了样品内的电场是在内建电场和较它大的另一个电场之间调制的
南开大学 博士学位论文 Franz-Keldysh效应及其应用 姓名：金鹏 申请学位级别：博士 专业：凝聚态物理 指导教师：潘士宏
2001.4.1
！！！！！二坠！！！：！！塾窒墨苎窒型
大气红外辐射传输计算模型研究
大气红外辐射传输计算模型研究大气红外辐射传输计算模型是研究大气下红外辐射的传输和相互作用的重要工具。
由于大气中存在各种不同的气体和大量的微小颗粒物质，它们对红外辐射的吸收和散射作用十分复杂，因此需要建立一些计算模型来研究这些现象。
在建立大气红外辐射传输计算模型时，需要考虑的因素有很多，比如大气的压强、温度、气体浓度、水汽含量、云层特征等等。
这些因素对于红外辐射的能量传输和吸收散射过程都有不同的影响，因此需要对它们进行精确的测量和分析。
目前，研究者们已经提出了许多不同的大气红外辐射传输计算模型，这些模型的原理和假设有所不同，也有不同的应用范围和精度。
下面，我们将介绍一些常见的大气红外辐射传输计算模型。
1. MODTRAN模型MODTRAN（MODerate resolution atmospheric TRANsmittance）模型是美国空军研究实验室开发的一种基于大气辐射传输算法的软件工具，它能够计算大气层中的辐射传输和吸收效应。
该模型计算过程中使用了大量的大气参数数据、地球表面特征和红外光谱数据等信息，可以模拟很多实际情况下的辐射传输效应。
2. LBLRTM模型LBLRTM（Line-By-Line Radiative Transfer Model）模型是由美国政府开发的一种大气辐射传输计算模型，它是一种基于线-线辐射传输算法的模型，可用于计算大气中的红外、可见光和紫外线的辐射传输和吸收。
该模型可以对不同气体和微粒对辐射传输的影响进行定量研究，可以成为大气遥感和气候变化研究中的重要工具。
3. MODIS模型MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer）模型是美国地球观测卫星上搭载的一种观测仪器，它可以获取地球表面的辐射和反射信息，用于研究大气、陆地和海洋等不同环境下的红外辐射传输效应。
该模型结合了多种算法和数据源，能够实现广泛的遥感应用，包括气候变化、空气污染、卫星图像遥感等领域。
定向能武器
定向能武器基本信息定向能武器，又叫"束能武器"，是利用各种束能产生的强大杀伤力的武器。
定向能武器，依其被发射能量的载体不同，可以分为激光武器、粒子束武器、微波武器。
无论能量载体性质有什么不同，作为武器系统其共同的特点是，首先束能传播速度可接近光速，这种武器系统，一旦发射即可命中，无需等待时间;其次能量集中而且高，如高能激光束的输出功率可达到几百至几千千瓦，击中目标后使其破坏、烧毁或熔化;另外由于发射的是激光束或粒子束，它们被聚集得非常细，来得又很突然，所以对方难以发现射束来自何处，对方来不及进行机动、回避或对抗。
定向能武器包括激光武器、高功率微波、射频武器和粒子束武器。
一般主要指高能激光和微波，它们可以挫败处在任意发射阶段的弹道导弹，包括发射初期、加速中、飞行中和最后阶段。
是美国、俄罗斯和中国等军事科技较为发达的国家一直大力发展的一类新型武器，而日本对此也非常重视。
介绍定向能武器，在很小立体角内定向传输能量来打击遥远目标的武器。
英文简称DEW。
定向能武器能在大气或真空中以很小的立体角(半锥角10-5~10-7弧度)传输能量，其传输速度等于光速(激光束)或接近光速(高能粒子束)。
所以，它能在瞬间打中远至几千千米外快速运动的目标(例如洲际弹道导弹的助推器、母舱、诱饵和军用卫星等)，将其摧毁或予以识别，并可迅速再次瞄准。
定向能武器通常包括定向能束源、发射传输系统、目标捕获跟踪识别和杀伤评估系统等部分。
定向能武器主要分为2类:一类是常规定向能武器，包括各类激光、高能粒子束( 中性氢原子束和电子束)武器;另一类是核定向能武器，包括核泵浦X光激光器和尚处于概念研究阶段的定向电磁脉冲弹和定向等离子体武器。
激光武器、粒子束武器、微波武器在内的定向能武器，分别处于预研、研制以及基本技术和原理方案的探讨阶段，估计将在22世纪初叶陆续投入战场，并对未来战场的局势产生深远的影响。
可作定向能武器的激光器可作定向能武器的激光器主要有:化学激光器、准分子激光器、X光激光器、自由电子激光器和γ射线激光器。
大气湍流辐射传输效应对气象雷达观测的干扰分析
大气湍流辐射传输效应对气象雷达观测的干扰分析在气象领域，雷达是一种常用的观测工具，用于检测和监测大气中的各种天气现象。
然而，气象雷达观测受到大气湍流辐射传输效应的干扰。
本文将深入探讨这种干扰现象及其对气象雷达观测的影响。
大气湍流是指大气中混杂着无数个大小不一的气流涡旋，其主要驱动力是温度和密度差异引起的对流运动。
这些湍流现象在大气中广泛存在，对气象雷达的观测结果产生着不可忽视的影响。
首先，大气湍流会导致雷达回波信号的强度和速度的随机变化。
湍流作用下，大气中的水汽和颗粒物质会形成不规则的团状结构，使得雷达信号在传播过程中不断受到散射、吸收和反射，从而引起回波信号的变强变弱。
这种随机性使得雷达观测到的天气现象的强度和运动速度呈现出多样性和不确定性。
其次，大气湍流引起的回波模糊是另一个干扰因素。
湍流作用下，气溶胶和小尺度水滴在大气中不断变动并扩散，导致雷达波束在传播过程中发生弯曲和散射。
这种波束的变形造成雷达回波信号的模糊，使得目标物体的位置和形状无法准确反映在雷达的观测图像中。
此外，大气湍流还会使得雷达的分辨率降低。
湍流现象导致回波信号在传播过程中发生了光学云层的散射和散焦，使得雷达观测到的天气现象的空间分辨率变差。
这种分辨率的下降使得雷达无法准确地定位和描述小尺度的天气现象，从而限制了对某些灾害性天气的准确预测和预警能力。
为了减轻大气湍流辐射传输效应对气象雷达观测的干扰，研究人员提出了一系列改进和修正的算法和方法。
例如，对观测信号进行时频分析，可以对湍流引起的信号变化进行有效的描述和量化。
此外，通过建立湍流模型，可以模拟和预测湍流对雷达观测的影响，进一步提高观测结果的准确性和可靠性。
综上所述，大气湍流辐射传输效应对气象雷达观测产生着显著的干扰。
理解和研究这种干扰现象对于提高天气预测和预警的准确性具有重要意义。
通过改进算法和方法，可以有效地抑制湍流引起的信号变化和回波模糊，从而提高雷达观测结果的可靠性和精度。
大气湍流下自由光通信信道模型的数值仿真_王孛
Vol． 32 No． 4 Aug． 2012
大气湍流下自由光通信信道模型的数值仿真
王
摘
孛， 施
鹏， 赵生妹
( 南京邮电大学 信号处理与传输研究院， 江苏 南京 210003 )
space optical communication， FSO ） 系统同时受到平均光信号 要：由于大气湍流作用， 使得自由空间光通信（ free-
2 n
1
大气湍流模型数值仿真
为了研究大气湍流对光传输的影响， 现采用一
系列的随机相位屏数值模拟大气湍流对光束传播的 ［11 － 12 ］ ， 影响 同时假设光束在随机相位屏间进行自由 传输。这样， 相位屏对光束产生的相位变化， 最终可 转化为幅度的变化。 假设相位屏平面为 XY 平面， 光束在 Z 方向上传 输。现使用高斯光束来模拟传输光束， 用 U 表示， 其 中 U 为复数， 它的模值表示光场的幅度， 它的角度表 示光场的相位信息， 在 z = 0 处， 高斯光束可表示为： U0 （ x ， y） = 2 I0 x2 + y2 － exp 2 W2 π W0 0
Numerical Simulations of FSO Channel Through Atmosphere Turbulence
WANG Bei， SHI Peng， ZHAO Shengmei
Nanjing University of Posts and Telecommunications， Nanjing 210003 ， China ) ( Institute of Signal Processing and Transmission，
DOI:10.14132/ki.1673-5439.2012.04.012
大气湍流功率谱密度模型
大气湍流功率谱密度模型引言大气湍流功率谱密度模型是研究大气层中湍流现象的重要理论模型之一。
它描述了大气中湍流能量随波数变化的分布规律，为风能、空气污染、气象预报等领域的研究提供了基础。
本文将介绍大气湍流功率谱密度模型的基本概念、数学表达和实际应用。
湍流的基本概念湍流是流体中无序运动的一种形式，它与分子热运动的无规则性有关。
大气层中的湍流现象很常见，如大气中的涡旋、气旋等都是湍流现象的典型表现。
湍流是一种不可预知的运动形式，其能量的分布规律通过功率谱密度模型来描述。
大气湍流功率谱密度模型的数学表达大气湍流功率谱密度模型的数学表达是通过能谱来表示的。
能谱描述了湍流场中不同波长的涡旋所包含的能量大小，常用的数学表达式为：E(k)=Cε^(2/3)k^(-5/3)其中，E(k)为波数为k的湍流涡旋所包含的能量密度，C为常数，ε为湍流能量输入速率。
该表达式成为Ko lm o go rov伯爵-O bu kh ov能量谱。
实际应用大气湍流功率谱密度模型广泛应用于多个领域，包括风能利用、空气质量预测和气象预报等。
下面简要介绍其中几个应用场景：风能利用风能利用是目前非常重要的可再生能源之一。
通过研究大气湍流功率谱密度模型，可以预测不同区域风能的分布情况，为风力发电场的规划和风机的设计提供依据。
空气质量预测大气湍流对空气中污染物的扩散和传播起着重要作用。
利用湍流功率谱密度模型，可以模拟大气中不同污染物的扩散情况，为空气质量监测和预测提供依据。
气象预报湍流对大气运动和天气变化有着重要影响。
通过研究湍流功率谱密度模型，可以提高气象预报的准确性，特别是对于局地的小尺度天气现象的预报有着重要作用。
结论大气湍流功率谱密度模型是研究大气湍流现象的重要工具。
它描述了湍流能量随波数变化的分布规律，为风能、空气污染、气象预报等领域的研究提供了基础。
通过应用湍流功率谱密度模型，可以提高风能利用效率、空气质量预测的准确性和气象预报的可靠性。
大气激光通信中光强闪烁及其抑制技术的研究
大气激光通信中光强闪烁及其抑制技术的研究大气激光通信中光强闪烁及其抑制技术的研究引言：随着信息技术的迅猛发展，越来越多的数据需要在广域范围内进行快速、高效的传输。
然而，传统的电磁波通信技术在长距离和高速传输方面存在一定的局限性。
相比之下，大气激光通信作为一种新兴的通信技术，具有高效、高带宽、低能耗和安全性高等诸多优势，被广泛应用于各个领域。
然而，由于大气中的非均匀性、湍流效应和气溶胶散射等原因，大气激光通信中光强闪烁成为了当前需要解决的关键问题。
本文将重点探讨大气激光通信中光强闪烁的原因及其抑制技术的研究现状和发展趋势。
一、光强闪烁的原因探究1. 大气湍流效应大气中的湍流效应是造成光强闪烁的主要原因之一。
当光波穿过气流速度不同的区域时，会形成折射率的空间脉动，导致光强的空间随机变化。
2. 气溶胶散射大气中的气溶胶散射同样会引起光强的闪烁。
气溶胶颗粒会在光波传播路径上发生散射作用，导致光强的时域和频域的空间变化。
3. 大气透明度变化大气中的透明度会随着时间的变化而波动，进而导致光强的闪烁。
这主要是由于大气中的温度、湿度和气压等因素的变化引起的。
二、光强闪烁抑制技术的研究现状针对大气激光通信中光强闪烁的问题，研究者们提出了一系列抑制技术，包括自适应光学技术、发射端及接收端处理技术等。
1. 自适应光学技术自适应光学技术是通过在传输路径上安装自适应光学元件，根据接收端接收到的光强信息对光波进行矫正的方法。
这类方法主要包括自适应光学镜和自适应光学阵列等。
2. 发射端处理技术发射端处理技术主要通过改变发送激光的参数来抑制光强闪烁。
例如，可以通过调整激光的功率、波长、脉冲宽度等参数来降低光强的变化范围。
3. 接收端处理技术接收端处理技术是通过在接收端对传输的光强信号进行处理来抑制光强闪烁。
常见的方法包括光强平均化、自适应误码率估计等。
三、光强闪烁抑制技术的发展趋势目前，光强闪烁抑制技术还存在一些挑战和局限性，如对硬件设备的要求高、抑制效果受到环境变化的干扰等。
激光在动态大气湍流中的传播特性研究
激光在动态大气湍流中的传播特性研究
耿兴宁;刘政;李武周;许宏;蔡军;陈科亦
【期刊名称】《激光与红外》
【年(卷),期】2024(54)1
【摘要】激光束在大气中传播的过程中会受到大气湍流的影响,导致光斑发生畸变,影响光束质量,并且在真实情况下湍流是随着时间变化的。
本文针对这一问题,基于傅里叶变换的谱反演法建立了湍流相位屏模型,并根据湍流冻结法获得动态相位屏,开展了激光在不同强度的动态大气湍流中传输的仿真研究。
仿真结果表明:对于相同的激光束,在相同时间内的光斑畸变随着大气湍流强度的增加而增加,并且接收到的功率密度整体上减小,起伏增加。
【总页数】8页(P40-47)
【作者】耿兴宁;刘政;李武周;许宏;蔡军;陈科亦
【作者单位】电磁空间安全全国重点实验室;光电对抗测试评估技术重点实验室;中国人民解放军93046部队
【正文语种】中文
【中图分类】TN249;O436
【相关文献】
1.激光在大气湍流态中传播(Ⅰ)--湍流研究的基本理论
2.激光在湍流大气中的传输特性和仿真研究
3.激光在大气湍流中的传输特性
4.超连续谱激光在湍流大气中传输特性的数值仿真研究
5.径向阵列艾里涡旋光在倾斜大气湍流中的漂移特性
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大气传输模型
第16卷第2期强激光与粒子束Vol.16，No.2 2004年2月HIGH POWER LASER AND PARTICLE BEAMS Feb.，2004文章编号：1001-4322（2004）02-0149-05大气辐射传输模型的比较研究*孙毅义，董浩，毕朝辉，李治平（烟台大学数学与信息科学系，山东烟台264005）摘要：讨论了三种通用的大气辐射传输模型的特点和使用限制，用辐射传输定律作了数值检验，并与实验测量资料作了比较。
结果表明，氧碘激光和氟化氢泛频20P4激光谱线大气透过率的计算值与实验测量值吻合，氟化氢泛频20P5却出现严重偏差。
还研究了大气气溶胶种类对大气透过率计算和测量的严重影响。
关键词：大气传输模型；大气透过率；激光大气传输；FASCODE；MODTRAN；LOWTRAN；HITRAN中图分类号：O438；P421 文献标识码：A光辐射在大气中传输受到大气吸收和散射的影响，使到达接收系统的光辐射能量减弱，同时光辐射也携带了大气本身的信息。
根据不同的应用目的，人们将把辐射源的波长选择在“大气窗口”以增加到达接收系统的能量，或选择在特定分子成分的吸收峰附近以测量传输路径上这类分子成分的含量。
尽管应用目的不同，它们都需要定量地求得测量时刻的大气透过率和辐射效应，正确地解释观测（遥感）资料。
为此，大气传输模型一直为光电测量系统的设计人员和一些与地球大气中辐射传输有关的研究（如环境监测、气候学、气象学、激光传输及红外成像技术）所关注，光辐射大气传输模型的研究和应用越来越受到重视。
经过大量大气科学工作者三十多年的努力，已经成功地开发并建立了宽、窄光谱带和逐个光谱线计算的大气辐射传输模型，这些传输模型包括多种观测方式，适用于非常宽的电磁波谱范围及多种可变气象要素。
这些实用的大气传输模型对主动或被动型目标辐射传输及背景辐射的计算有着十分重要的应用价值。
本文将简要地介绍目前比较通用的大气辐射传输模型LOWTRAN［1］，MODTRAN［2］和FASCODE［3］的共同特点和主要差异，用辐射传输中常用的Beer定律检验大气辐射传输模型，给出高分辨率大气辐射传输模型对某些具有应用价值的化学激光大气传输的计算结果，并与已发表的实验观测资料相比较。
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摘 要 ： 于 中纬度地 区夏 季 、 季 、 带地 区 ３种大 气模 型下 的 实验 数 据 ， 基 冬 热 通过 最 小 二乘 法 拟
合， 分别得 到 了大气 的 吸收 系数 随海拔 高度 变化 的函数 式 ， 建立 了序 列脉冲 激 光在 地 对 空传 输
的热晕和 湍流 效应模 型 ， 写 了四维 程序 。通过 数值 分析 的方 法 ， 量地研 究 了这 ３种 大 气模 编 定
（ ．ｎ ｔ ｕｅｏ ｃｅ ｃ ｎｏｍａｉｎ Ｅ ｇｎ ｅｉｇ Ｕ ｉｅｓｔ，Ｚ ｅ ｇｈ ｕ４ ０ ０ ，Ｃｈｎ ；２ Ｃ ｌ ｇ ｆ １ Ｉｓｉ ｔ ｆＳ ｉｎ ｅ，Ｉｆｒ ｔ ｎ ｉｅ ｒ ｎｖ ｒｉ ｔ ｏ ｎ ｙ ｈ ｎ ｚｏ ５ ０ １ ｉａ ． ｏｌ ｅｏ ｅ
Ｐ ｏ ｎｅｅ ｔ ｎ Ｓ ｉ ｃ ｎ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ａｉ ａ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｏ ｅ ｎ ｅＴ ｃ ｎ ｌ ｙ ｈ ｎ ｓ ａ ０ ３ ｈｎ ） ｈ ｔ —ｌ ｒ ｃｅ ｅａ ｄＥ ｇｎ ｅ ｎ ，Ｎ ｔ ｎ ｌ ｎｖ ｓ ｙ ｆ ｆ ｓ ｅ ｈ ｏ ｇ ，Ｃ ａ ｇ ｈ １ ７ ，Ｃ ｉａ ｏ ｃｏ ｎ ｉ ｏ ｅ ｉ Ｄ ｅ ｏ ４ ０
Ｒｅ ｔｔｖ ｌ ｌｅ ｓ ｒ ｉ ｒ ｅ Ａ ｔ ｏ ｐ ｒ ｃ Ｍ ｏ ｌ ｐｅ ｉｉ ｅｙ Ｐｕ ｓ ｄ Ｌａ ｅ ｎ Ｔｈ ｅ ｍ ｓ ｈｅ ｉ ｄｅｓ
ＬＵ Ｗｅ ， Ｉ Ｏ Ｔａ —ｅ ， Ａ ｉ ｇ Ｉ ｉ ＬＡ ｉ ｈ Ｇ Ｏ Ｑ ｏ ｎ ｎ
ｓ ｒｏ ｓ ｔａ ｈ ｔｉ ｎ ｅ ｎ ｔ ｅ ｓ ｍｅ ｒ ｇｏ ｅｉ ｕ ｈ ｎ ｔ ａ ｎ ｗｉ ｔｒｉ ｈ ａ ｅ ｉｎ．
Ｋｅ ｒ ｓ：ｈ ｒ ｌｂ ｏ ｍ ｉｇ；ｅ ｔｔｖ ｌ ｕ ｓ ｄ ｌｓ ｒ ｌａ ｔｓ ａ ｅ ｍ ｅｈ ｄ； ｂ ｏ ｐ ｉｎ ｃ ｅ ｃｅ ； ｙ ｗｏ ｄ ｔ ｅ ｍａ ｌ ｏ ｎ ｒｐｅｉｉｅｙ ｐ ｌｅ ａ ｅ ；ｅ ｓ ｑｕ ｒ ｔ ｏ ａ ｓ ｒ ｔｏ ｏ ｆ ｉｎｔ ｉ ａｍｏ ｐ ｅ ｉ ｄ ｌ ｔ ｓ ｈ ｒｃ ｍｏ ｅ
Ｏ ＋ ／ 。 流体 力学 引起 ｘ
，
的 电容 率 改 变 量 船 ＝１／ 一１ 。为无 畸变 大 气 下 的折 射 率 。慢 电 场 振 幅 ．ｎ １ ， ２ 。ｎ
ｌ＝ （ Ｙｚ ）ｘ（ ａ／） 为风速， ｃ＝＃ ｐ ，Ｐ， 分别是无扰动大气下的密度和压强， ｆ ｕ ，ｔｅ 一 ｚ ， ， ， ， ｐ ２ 声速 ｒｏ ｏ 。 。 ａ ， Ｐ ｙ为
假设 风速 沿 方 向 ， 束传 播沿 方 向 ， 轴近 似下 的标 量波动 方程 为 光 傍
２ｋ ｕ Ｏ Ｍ＋ ６ ｕ ｉＯ ／ ｚ＝ 。 ｅ （ ５）
在 等压 的或 有 限的声速 近似 下 的流体力 学方程 为
＋ ： ） ｆ ｘｙｔ ， （ ， ，）一 Ｊ 『 （） ６
第１ ３卷 第 ４期
２１ ０ ２年 ８ 月
信 息 工 程 大 学 学 报
Ｊ ｕｒ ａ ｆＩ ｆｒ ｔｏ ｇｎｅ ｒｎ ｉ ｅ ｓｔ ｏ ｎ ｌｏ ｎ ｏ ｍａ ｉｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｉ ｇ Ｕｎ ｖ ｒｉｙ
Ｖ０ ＿ ３ ｌ ｌ ＮＯ ４ ． Ａｕ ． ０１ ｇ２ ２
ＤＯＩ １ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ７ — ６ ３ ２ １ ． ４ ０ ６ ： ０ ３ ６ ／ ．ｓ ． ６ １ ０ ７ ． ０ ２ ０ ． １ ｓ
ｐ ｌｅ ａ ｅ ｒ ｍ ｒ ｕ ｄ ｔ ｉ ｎ ｎ ｌ ｚ ｓｔ ｅ ｔ ｅ ｍａ ｌｏ ｎ ｎ ｕ ｂｕｅ ｃ ｏ ｒｄ ｍｅ ｓｏ ・ ｕ ｓ ｄ ｌｓ ｒｆｏ ｇ ｏ ｎ ｏ ａｒａ ｄ ａ ａｙ ｅ ｈ ｈ ｒ ｌｂ ｏ ｍｉ ｇ ａ ｄ ｔ ｒ ｌｎ ｅｂｙｆ ｕ ． ｉ ｎ ｉｎ． ．
ｓ ｒｏ ｓｔ ａ ｈａ ｎ ｍ ｉ —ａ ｉ ｄ ｒ ｇｏ ｅ ｉ ｕ ｈ ｎ ｔ ｔｉ ｄ ｌ ｔ ｕ ｅ’ｅ ｉ ｎ， ｗｈｉ ｈｅ ｍａ ｌ ｏ ｉ ｎ ｕ ｂｕｅ ｃ ｎ ｓ ｍｍ ｅ ｓ ｍｏ ｅ ｔ ｌ ｔ ｒ ｌｂ ｏ ｍ ｎｇ ａ ｄ ｔ ｒ ｌ ｎ ｅ ｉ ｕ ｅ ｒ ｉ ｒ
大 气 折射率 与大气 密 度的关 系式 为
＝ ０ ｎ —１ （ Ｐ ） ｖ ，０ 凡 ＋（ ０ ） Ｐ— ０ ／ ０ ｎ ＝１＋ ｐ／ ＝ 届 ０ｐ ， ３×１ 一 ０ （） ７
其 中， 折射率 ｎ＝ （ Ｙ。ｔ ， ｎ ，，， 光强 ， 『 ｆｅｐ 一 ） Ｏ为大气的吸收系数 ， ） ＝ 。 （ ， ｘ ｌ 波数 ｋ ２ｒ。Ａ ＝ ＝ ７ ／， ｎ ／
互 』＿ ，，）ｄ』 ｘ， ＝：： （ ， ： ，，）ｄ ｘ ｚ ｙ ： ｙ ｄ ｆ ｙｄ／ （ｚ
歹 ，Ｊｙｘ，ｄｙ＾Ｊ，， ）ｄ Ｊ ， ｌ， ）ｄ Ｊ ＾ （ｙ ｄｙ ∞一 一 ∞ （ｙ ／一 一 ， ｚ ∞∞
光 斑重心 位置 可描述 光束 的飘 移程度 。
ｍｏ ｐ ｅ ｉ ｄ ｌ ． Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｅ ｍ ａ ｌ ｏ ｉ ｎ ｕ ｂｕｅ ｃ ｎ ｔｏ ｉａ ｅ ｉｎ ｉ ｒ ｓ ｈ ｒｃ ｍｏ ｅｓ ｅ ｒ ｓ ｌｓｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｒ ｌｂ ｏ ｍ ｎｇ ａ ｄ ｔ ｒ ｌ ｎ ｅ ｉ ｒ ｐ ｃ ｌｒ ｇｏ ｓ ｍｏ ｅ
收 稿 Ｅ期 ：０ ２０ — 修 回 １ ：０ ２０ －２ ｔ ２ １－３１ ４： ３期 ２ １ －５１
基 金 项 目 ： 南 省研 究 生科 研 创 新 资 助 项 目（ ｘ０９ ０ ５ 湖 ｃ２ ０ Ｂ ０ ） 作者简介 ： 刘 伟 （ ９ ７一）， ， 士生 ， 要 研 究 方 向 为非 线 性光 学 ， － ａｌｌ ２ ｅｏｅ １６ ｃｎ： １８ 男 硕 主 Ｅ ｍ ｉ：ｕ ｗ ｉ ｖ＠ ２ ．ｏｌ ｉ ｌ
中 图 分 类 号 ： Ｎ １ Ｔ Ｏ２ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ １ ０ ７ （ ０ ２ ０ — ４ ３ ０ １７ — ６ ３ ２ １ ） ４ ０ ６ — ５
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｓ ａ ｃ ｆＴｈｅ ｍ ａ ｏ ｍ ｉ ｎ ｍ ｏ ｐｈ ｒ ｒ ｌＢｌ ｏ ｎｇ ａ ｄ Ａｔ ｓ ｅ ｅ Ｔｕｒ ｕ ｅ ｅ ｏ ｂ ｌ ｎｃ ｆ
ａ ｏ ｌｃ ｍｐｕｅ ｏ ｅ Ｆｕ ｔ ｅ ｍ ｏｅ， ｔ ａ ｅ ｉ ｕａ ｅ ｈ ｒ ｌ ｂ ｏ ｍｉ ｇ ａ ｕ ｂｕ ｅ ｃ ｎ ｔ ｒ ｅ ａ— ｔｒｃ ｄ ． ｒｈ ｒ ｒ ｈｅ ｐ ｐ ｒ ｓｍ ｌｔｓ ｔｅ ｍａ ｌｏ ｎ ｎｄ ｔ ｒ ｌｎ ｅ ｉ ｈ ｅ ｔ
脉 冲激 光 在 ３种 大气 模 型下 传 输 的热 晕 与湍 流效 应研 究
刘 伟 ， 天 河 高 穹 廖 ，
（ ． 息 工 程 大 学 理 学 院 ， 南 郑 州 ４ ０ ０ ；． 防科 技 大 学 光 电科 学 与 工 程 学 院 ， １信 河 ５０ １２ 国 湖南 长 沙 ４０ ７ ） １０ ３
廖 天 河 （ ９ ４一）， ， 教授 ， 士生 导师 ， 研究 方 向为光学 信 息处理 、 光在 大气 中的转 输等 ，－ａｌｉ ｔｎｅ９４ １３ｃｍ。 １６ 男副 硕 主要 激 Ｅｍ ｉｌｏｉ ｈ１６＠ ６．ｏ ：ａ ａ
４４ ６
信 息 工 程 大 学 学 报
关 于单独 的强 激光湍 流效 应或者 单独 的脉 冲热晕 的问题 ， 已有许 多学者 进 行 了研 究 ］ 但 对 序列 脉 ， 冲激光 热晕 和湍流 效应综 合效 应综合 研究 的却 较少 。 当激光 由地 面垂 直 向空 中传 输 时 大气 的吸 收 系数 不 再是 常数 … ， 而是 随高度 变化 的 函数 。通 过最 小二乘 法求 ３种大 气模 式 下 吸收 系数 随海 拔 高 度 的变 化
ｍｉ ｌ ｔ ｕ ｅ ｒ ｇｏ ｎ ｎｔｒｉ ｄ—ａｉｕ ｅ ｒ ｇｏ ｄ—ａｉ ｄ ｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｗｉ ｅ ｎ ｍｉ ｌ ｔ ｄ ｅ ｉ ｎ，ｔｉ ａ ｅ ｅｓ ｔ ｅ ｆｎｃｉｎ ｏ ｂ ｏ ｐ ｉｎ ｅ ｅ－ ｔ ｔ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒｇ ｔ ｈ ｕ ｔｏ ｆａ ｓ ｒ ｔ ｏ ｆ ｏ ｉ ｅ ｙ ｌａ ｔｓ ｕ ｒ ｔ ｄ，ｂｕｌ ｓ ｔ ｅ ｍｏ ｌｏ ｈ ｒ ａ ｌｏ ｎ ｎ ｕ ｂｕ ｅ ｃ ｆｒ ｐ ｔｔ ｅｙ ｆ ｉｎｔｂ ｅ ｓ ｑ ａ ｅ ｍｅｈｏ ｃ ｉ ｈ ｄｅ ｆｔ ｅ ｍ ｌｂ ｏ ｍｉ ｇ ａ ｄ ｔ ｒ ｌｎ ｅ ｏ ｅ ｅ ｉｉ ｌ ｄ ｖ
型 下 的热晕和 湍流 综合 效应 。结果 显示 ： 高功 率脉 冲 激光 束 在 热 带地 区传 输 的 热 晕和 湍流 效
应 比 中纬度地 区强烈 ； 冲激 光在 夏季传 输 的热 晕和湍流 效应 要 比冬季 强烈 。 脉 关键 词 ： 晕 ； 热 序列脉 冲 ； 最小 二乘 法 ； 吸收 系数 ； 气模 型 大
，
规 律 … ， 立 了序列 脉 冲激 光在 地对空 垂直传 输 时的热 晕和 湍流模 型 为工程 应用 提供 一些理 论参 考 。 建
，
１ 远 场光 束 质 量 的评 价 参数
本文 采用 光斑 重心位 置 、 峰值 光 强和桶 中功率 对远 场光 束质量 进行 评价 。
光斑 重心位 置 ：
Ｊ ， Ｙ ｄｄ ｆ （ ，）ｘｙ ，
Ｐ ＝ 馏 — — 一 （） ４
『， ，， ｄｄ Ｊ（ Ｙ ）ｘｙ
其中 ， ∑表示 以光斑 质心 为 中心 、 Ｒ为半 径 的圆 。在给 定桶径 Ｒ时 ，腰 的值 越 大 ， 表示 激 光功 率 围绕 桶 Ｐ 则
心 的聚焦 程度 越高 。
强 激光 在大 气 中传 输 时 ， 除受 大 气分 子 的 吸 收 、 散射 等影 响 外 ， 受 到 热晕 和 大 气 湍 流效 应 的影 响。 还
由于 热晕效 应是 影响强 激光 大气 中传输 最严 重 的非线 性 问题 之 一 ， 同时 大气 湍 流引 起 的折 射 率 随机 起伏 将导致 光场 的随 机变化 ， 们会严 重 限制运 用激 光 的工程 系 统 的使 用性 能 。 因此 ， 它 开展 强 激 光大 气传 输湍 流效应 和热 晕效应 的研 究将对 高 能激光 的应 用有 着重要 意义 。