隨著新型激光光源和激光接收技術(shù)的不斷發(fā)展,激光在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),環(huán)境檢測,航天事業(yè)及國防建設(shè)等領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。如將激光作為信息載體應(yīng)用于激光通信、目標(biāo)跟蹤定位、目標(biāo)測距、目標(biāo)識別、激光制導(dǎo)等領(lǐng)域,或?qū)⒓す庾鳛槟芰康妮d體制造激光武器等。但不論何種功能應(yīng)用,都必須依賴一定波長、一定功率的激光輻射在激光發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)之間的大氣環(huán)境傳輸,激光在大氣中傳輸時,必然會受到各種大氣氣象現(xiàn)象的影響。本論文選題為大氣氣溶膠對激光的衰減特性研究,討論了激光在大氣傳輸中的若干問題�；诶碚摲椒ㄖ攸c開展了入射激光波束與典型大氣氣溶膠粒子、任意形狀的氣溶膠粒子及凝聚型粒子的相互作用研究,分析了各類氣溶膠粒子在平面波及高斯波入射條件下的吸收、散射及衰減效應(yīng);將氣溶膠衰減特性的研究應(yīng)用于不同環(huán)境模式的激光傳輸衰減并給出了傳輸衰減特性在實驗室粒子濃度測量中的應(yīng)用;最后討論了湍流大氣對光傳播的影響及一種光強閃爍抑制方式。主要開展了以下幾個方面的研究:1、研究了典型成分及典型形狀大氣氣溶膠的激光衰減特性。以廣義洛倫茲米理論為基礎(chǔ),利用矢量波函數(shù)展開得到入射波束的電磁場分量,得到對應(yīng)于粒子形狀的波束因子的直接求...

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 大氣氣溶膠對激光衰減的研究進展
        1.2.1 規(guī)則形狀氣溶膠光學(xué)特性的研究概況
        1.2.2 復(fù)雜形狀氣溶膠光學(xué)特性研究概況
        1.2.3 其它激光傳輸影響因素的研究進展
    1.3 論文的主要內(nèi)容及框架
    1.4 論文的特色及創(chuàng)新
第二章 大氣的基本物理特性
    2.1 引言
    2.2 大氣的組成和分層
        2.2.1 大氣結(jié)構(gòu)
        2.2.2 大氣的成分及分布
    2.3 大氣的光學(xué)特性分析
        2.3.1 大氣分子的吸收和散射
        2.3.2 大氣氣溶膠的散射特性
        2.3.3 大氣湍流的光學(xué)效應(yīng)
    2.4 小結(jié)
第三章 大氣典型氣溶膠粒子衰減特性研究
    3.1 引言
    3.2 電磁場波動方程
    3.3 球形氣溶膠粒子衰減特性
        3.3.1 場的球矢量波函數(shù)展開
        3.3.2 氣溶膠粒子消光特性描述
    3.4 非球形氣溶膠粒子衰減特性
        3.4.1 圓柱形氣溶膠粒子光散射
        3.4.2 橢球形氣溶膠粒子光散射
    3.5 典型氣溶膠粒子衰減結(jié)果及分析
        3.5.1 云粒子的衰減特性
        3.5.2 沙塵氣溶膠的衰減特性
        3.5.3 水溶性氣溶膠的衰減特性
        3.5.4 海洋性氣溶膠的衰減特性
        3.5.5 煤煙粒子的衰減特性
    3.6 小結(jié)
第四章 復(fù)雜形狀氣溶膠的光學(xué)特性研究
    4.1 引言
    4.2 激光與氣溶膠粒子相互作用的場分布
        4.2.1 氣溶膠粒子場分布模型
        4.2.2 場分布的數(shù)值計算求解
    4.3 氣溶膠光學(xué)特性的數(shù)值計算結(jié)果及分析
        4.3.1 點接觸雙球型氣溶膠粒子計算結(jié)果及驗證
        4.3.2 復(fù)雜形狀氣溶膠粒子算例
        4.3.3 凝聚型氣溶膠算例
    4.4 小結(jié)
第五章 氣溶膠群的光學(xué)特性分析及實驗應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 氣溶膠群對激光傳輸?shù)哪芰克p
        5.2.1 輻射傳輸方程
        5.2.2 氣溶膠在光傳播中的單次散射近似
        5.2.3 典型大氣氣溶膠環(huán)境衰減特性計算
    5.3 氣溶膠光學(xué)特性在粒子濃度測定實驗中的應(yīng)用
        5.3.1 基于輻射傳輸理論的實驗原理
        5.3.2 煤煙濃度測量實驗搭建
        5.3.3 實驗結(jié)果及分析
        5.3.4 PM2.5 濃度測量探索
    5.4 小結(jié)
第六章 湍流大氣中激光傳輸問題分析
    6.1 引言
    6.2 湍流大氣的激光傳輸特性
        6.2.1 湍流場的拋物型方程
        6.2.2 光束擴展和光束漂移效應(yīng)
        6.2.3 光強閃爍效應(yīng)
    6.3 基于湍流光強閃爍的抑制技術(shù)初探
        6.3.1 Gamma-Gamma信道衰落模型
        6.3.2 接收系統(tǒng)光強閃爍抑制技術(shù)的選擇
        6.3.3 分集接收系統(tǒng)性能分析
    6.4 小結(jié)
第七章 結(jié)論和展望
    7.1 研究結(jié)論
    7.2 研究展望
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3744525