基于光斑圖像優(yōu)化的多光束發(fā)射的光源配置方法.pdf

1、在大氣激光通信中，多光束發(fā)射技術(shù)是一種以較低成本克服大氣湍流的重要方法，但要高效地發(fā)揮其效能，配置光源最為重要和關(guān)鍵。要掌握配置規(guī)律，必須建立光源配置與湍流大氣間的關(guān)系。
　　 本論文利用湍流相位屏理論分析了大氣湍流對多光束遠場光斑的影響，分析了多光束光源的幾何分布、間距和光束數(shù)目對遠場光斑圖像質(zhì)量的影響，討論了實現(xiàn)最好的遠場光斑圖像質(zhì)量所需要的最佳光源配置，以保證后續(xù)定位方法的可靠精度。
　　 論文首先介紹了大氣湍流的

2、基本概念，介紹了激光湍流大氣傳輸?shù)幕纠碚?，并利用相位屏法對基模高斯激光的大氣傳輸進行了仿真分析。
　　 然后，論文利用多層相位屏法建立了多光束湍流大氣傳輸模型。為了簡化問題，在該模型中光源配置采用平面幾何分布的典型結(jié)構(gòu)，分析了多光束光源的間距和光束數(shù)目對遠場光斑圖像質(zhì)量的影響。其中，隨著光束間距的變化，光斑質(zhì)心誤差有一個極值點，我們對極值點有一個合理的解釋。理論分析表明，在中等湍流強度以上的情況，當(dāng)傳輸距離不超過5km，在平面

3、上幾何均勻分布的基模高斯激光，光源初始間距為60cm，光源數(shù)目為4時，遠場光斑圖像質(zhì)量可得到可靠保證。
　　 最后論文通過建立多光束大氣傳輸實驗系統(tǒng)來驗證優(yōu)化光源配置的理論計算結(jié)果。通過實驗分析光源的配置對考察位置垂面的遠場光斑圖像質(zhì)量的影響，實驗結(jié)果表明，實驗和仿真結(jié)果符合得較好。
　　 綜上所述，我們通過理論和實驗研究表明，在多光束大氣傳輸中，的確存在優(yōu)化光源配置的可能；在一定條件下，光源優(yōu)化配置與最好的光斑圖像質(zhì)量