1、近紅外波段激光在大氣湍流中的傳輸理論在激光通信、衛(wèi)星遙感、激光測距、測繪、激光照明等領域具有廣泛的應用。研究近紅外激光在湍流大氣中的傳輸問題具有重要的理論意義和實際應用價值。Kolmogorov湍流模型在研究激光在大氣中的傳輸問題中有著廣泛的應用，但是研究證明在某些大氣湍流條件下，實驗測量的數(shù)值同理論值有比較大的誤差。Toselli等提出了non-Kolmogorov模型，該模型具有更加廣泛得適用性。國內(nèi)外研究人員對激光在大氣中的傳輸進

2、行了大量的理論和實驗研究。本文以復宗量厄米雙曲余弦高斯光束為例，研究近紅外激光通過non-Kolmogorov湍流后的傳輸特性，并研究了近紅外激光照明均勻性的評價方法。主要內(nèi)容:
　　 1.根據(jù)廣義惠更斯-菲涅爾原理和Wigner分布函數(shù)的二階矩理論研究了復宗量厄米雙曲余弦高斯光束在non-Kolmogorov湍流中的傳輸特性。推導出了復宗量厄米雙曲余弦高斯光束在non-Kolmogorov湍流中的傳輸因子。采用傳輸因子作為衡量

3、光束質(zhì)量的評價參數(shù)，研究了光束結(jié)構(gòu)參數(shù)和大氣湍流參數(shù)對光束質(zhì)量的影響。研究結(jié)果表明:在大氣湍流中傳輸因子不再是傳輸不變量。大氣湍流會使傳輸因子變大，光束質(zhì)量變差。廣義的大氣湍流折射率起伏結(jié)構(gòu)常數(shù)(C)n2越大、湍流內(nèi)尺度l0越小和外尺度L0越大，復宗量厄米雙曲余弦高斯光束的相對M2因子越小。光束的相對M2因子隨廣義指數(shù)參數(shù)α的增大先增大后減小。在傳輸距離z足夠長之后，雙曲余弦系數(shù)Ω越大，相對M2因子越小。也就表明復宗量厄米雙曲余弦高斯光

4、束比復宗量厄米高斯光束受大氣湍流的影響小。光束階數(shù)m越大、束腰寬度ω0越大、相干長度越短σ0、波長越長時，光束相對M2因子越小。
　　 2.根據(jù)Wigner分布函數(shù)，推導出了復宗量厄米雙曲余弦高斯光束在湍流大氣中二階矩束寬和遠場發(fā)散角的表達式。以二階矩束寬和遠場發(fā)散角作為評價參數(shù)研究了non-Kolmogorov湍流對光束展寬的影響。研究結(jié)果表明:二階矩束寬跟大氣湍流和光束結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)。大氣湍流強度越強，二階矩束寬越大，光束發(fā)散

5、的越厲害。復宗量厄米雙曲余弦高斯光束的束腰寬度越大、相干性越差、雙曲余弦系數(shù)Ω越大、光束階數(shù)m越大，通過non-Kolmogorov湍流后二階矩束寬越大。
　　 3.根據(jù)H.Weber等提出的光波等相面有效曲率半徑的概念，推導出了復宗量厄米雙曲余弦高斯光束通過non-Kolmogorov湍流后的等效曲率半徑的解析表達式。通過數(shù)值計算研究了大氣湍流參數(shù)和光束結(jié)構(gòu)參數(shù)對復宗量厄米雙曲余弦高斯光束等效曲率半徑的影響。研究結(jié)果表明:光束