大量太空垃圾對人類航天活動構成了巨大威脅,激光空間碎片清除是一種非常重要且有效清理太空垃圾的方法。地基空間碎片清除不可避免地會遇到強激光大氣傳輸問題,而強激光大氣傳輸時的自聚焦和群速度色散效應是十分顯著的,因此研究脈沖激光從地面經(jīng)大氣傳輸至空間軌道的自聚焦效應和群速度色散效應對空間碎片清除的影響是非常重要的。另一方面,利用激光輻射把轉換的太陽能從太空輸運到地面上是一個綠色能源設想,而大多數(shù)激光發(fā)射裝置中都含有產(chǎn)生環(huán)狀光束的望遠鏡系統(tǒng),因此研究環(huán)狀光束從空間軌道經(jīng)大氣傳輸?shù)降孛娴淖跃劢剐鞘种匾�。此�?隨著激光在水下應用的興起,研究激光在海水介質中傳輸?shù)臒釙炐@得尤為重要。本論文主要研究了大氣中自聚焦、群速度色散效應和海洋中熱暈效應對激光傳輸特性和光束質量的影響,具體研究工作包括:1.研究了脈沖激光從地面經(jīng)大氣傳輸至空間碎片的自聚焦和群速度色散效應對空間碎片清除的影響。自行編制了脈沖激光從地面經(jīng)大氣傳輸至空間軌道的模擬仿真程序,用數(shù)值模擬的方法研究了大氣自聚焦效應和群速度色散效應對脈沖激光傳輸特性和光束質量的影響。研究發(fā)現(xiàn):與線性傳輸情況不同的是,由于自聚焦和群速度色散的共同作用... 

【文章來源】：四川師范大學四川省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

典型熱暈分布圖

但是對于納秒級和皮秒級脈沖情況相反(見圖 3.3(a)和圖3.3(b))。當功率 P 取不同值時，對于納秒、皮秒和飛秒級脈沖，其最大光強位置間隔呈遞減趨勢。I /Iin(a) P = 900 PcrI /Iin(b) P = 1500 PcrI /Iin(c) P = 2000 PcrI /Iin(d) P = 900 Pcr(e) P = 1500 PcrI /IinI /Iin(f) P = 2000 Pcr17圖 3.3 相對脈寬 T/T0隨傳輸距離的變化.

3 自聚焦和群速度色散效應對脈沖清理空間碎片清除影響的研究和空間旁瓣出現(xiàn)越早，并且空間旁瓣和脈沖分裂的出現(xiàn)是同時發(fā)生的。自聚焦效應使能量聚集到軸上造成脈沖在時間和空間方向上的壓縮[77]。自聚焦效應越強，峰值光強越大，越容易出現(xiàn)旁瓣。另一方面，峰值光強的增大造成自相位調(diào)制(SPM)作用的增強，從而產(chǎn)生新的頻率成分[78]。GVD 的作用會使脈寬展寬，在GVD 和 SPM 的共同作用下產(chǎn)生脈沖分裂。因此，時間方向的脈沖分裂通常伴隨著空間旁瓣的出現(xiàn)。(a) P = 900 Pcr(b) P = 1500 Pcr(c) P = 2000 Pcr

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3132192