為了提高動(dòng)態(tài)大氣湍流模擬相位屏?xí)r間上的模擬精度,提出了利用時(shí)間協(xié)方差測(cè)量時(shí)間相關(guān)性的方法,在基于液晶空間光調(diào)制器（LC-SLM）的大氣湍流相位屏模擬方法、時(shí)間特性等方面開(kāi)展了研究。采用功率譜反演法生成湍流模擬相位屏,給出了時(shí)間變量及時(shí)間功率譜的計(jì)算方法,搭建了基于LC-SLM的大氣湍流相位屏模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),并對(duì)上述方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:激光畸變損失情況下,時(shí)間協(xié)方差的計(jì)算誤差可控制在8.0%左右,且該模擬方法下相位屏的時(shí)間模擬精度較好。 

【文章來(lái)源】：光通信技術(shù). 2020,44(10)北大核心

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【部分圖文】：

激光大氣傳輸實(shí)驗(yàn)裝置圖

本文所需網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)為4096×4096，相位屏的單面長(zhǎng)度為D=6.144×10-2 m，湍流外尺度為L(zhǎng)0=10 m，湍流內(nèi)尺度為l0=0 m。選取弱湍流條件下大氣相干長(zhǎng)度r0=0.1 m。生成的相位屏及相位結(jié)構(gòu)函數(shù)對(duì)比圖如圖2所示，從圖2(b）可以看出模擬結(jié)果和理論結(jié)果比較接近。2.3 基于LC-SLM的相位屏加載方式

在圖3中，時(shí)間變量τ乘以特征頻率進(jìn)行歸一化，歸一化頻率f=ωt2π=17.27 Hz。圖3(a）中，弱湍流情況下，因?yàn)槠菩?yīng)的影響，在質(zhì)心和光軸處測(cè)量的時(shí)間協(xié)方差結(jié)果有些偏差。這與式（6）的理論模型相比大致相符。圖3(b）為弱湍流下的時(shí)間功率譜�？梢钥闯�，在弱湍流環(huán)境下，理論模型與低頻模擬結(jié)果大致相同，而因?yàn)楣馐贙olmogorov譜下的協(xié)方差函數(shù)是近似值，所以理論時(shí)間功率譜中較高頻率處的功率譜衰減比實(shí)驗(yàn)結(jié)果中功率譜衰減得更快。但時(shí)間功率譜的截止頻率和理論模型相同，該頻率在0.163～0.217 krad變化。弱湍流下質(zhì)心和距離光軸的距離處的時(shí)間協(xié)方差和時(shí)間功率譜如圖4所示�？梢钥闯�，光束漂移的影響比圖3的更明顯。但在光軸上測(cè)量的時(shí)間協(xié)方差值仍然與理論模型一致。

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本文編號(hào)：3621249