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何为大气湍流效应,大气湍流对光束的传播产生哪些影响

大气湍流: 激光束通过湍流大气传输时,由于湍流大气中折射率的随机不均匀分布,其强度、相位和传输方向会受到扰动而出现随机变化,变化情况与激光束宽w,和湍流尺度l的相对大小有关;当2w/l<<1时,湍流主要引起光束随机漂移;2w/l=1时,湍流使光束截面随机偏转,形成到达角起伏;当2w/l>>1时,光束截面内包含许多湍流漩涡,引起光束强度起伏、相位起伏和光束扩展。记在弱湍流下,折射率改变很小,但由于存在大量的不均匀元,以致在一定距离之外,积累效应就十分显著,包括光束漂移、光束扩展、到达角起伏、大气闪烁等。

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湍流效应的介绍

大气层中空气密度的无规则起伏称为大气湍流。湍流对光束传输的影响称为湍流效应。在地球表面,热空气上升,冷空气下沉,形成空气对流。这样,在大气中各点的温度和密度是无规则变化的,这种变化随高度和风速而不同,变化较为剧烈时形成湍流。而大气的折射率取决于密度,因此大气的折射率也随空间和时间作无规则的变化,从而形成了大气湍流效应。湍流效应主要表现为强度起伏;相位起伏(光束相位的不稳定,即相位的空间起伏和相位的时间起伏)和方向起伏(光束在大气中传输时,发生偏离某一固定方向的随机性波动)。

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