湍流强度对大气传输光束相位特性及相位校正物理极限的影响

简介：
该研究探讨了湍流强度如何影响大气中传输光束的相位特性，并分析了在不同湍流条件下实现相位校正的物理界限。 本段落运用相位屏近似法计算并模拟了激光束在大气湍流中的光场分布，并从高频相位比例及相位不连续点数目等方面分析了畸变光束的特性。同时，考虑到变形镜驱动器间的交联耦合效应，利用高通滤波方法来模拟自适应系统对畸变波前进行校正的过程，并建立了用于评估畸变光束相位矫正极限的物理模型。通过该模型定量地研究了湍流强度和传输距离对于校正效果的影响。 研究表明，在一定范围内，随着大气湍流强度增强以及激光传播距离增加，高频相位比例及不连续点数目均显著上升；此外，激光经过大气湍流后其波前矫正的效果主要取决于畸变光束中连续相位的高频成分占比和不连续点数目的共同作用。具体而言，在高频相位比例较大且存在较多相位不连续的情况下，校正效果较差。