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用于定向能和自由空间光通信应用的激光束在通过大气传播时可能会因光学湍流而严重扭曲。这些扭曲主要源于大气边界层，该边界层通常延伸至约 2 公里高，包含大气质量的 75%。其影响包括光束偏移、光束增宽和辐照度波动。自适应光学技术的使用可以减轻湍流的影响，此类系统在天文应用中广为人知，但在定向能应用中的实现和性能仍然不太为人所知。任何自适应光学系统的目标都是通过使用波前传感器测量误差、计算适当的校正并将此校正应用于可变形镜来消除光路变化导致的光波前扭曲。为了满足时间带宽要求，该反馈回路每秒执行数百次。要确定自适应光学系统的特性，必须模拟大气湍流对波前的影响。激光系统性能的评估取决于传播预测代码中使用的大气模型的精度。经过几十年的研究，一些分析理论例如几何光学 1 、Rytov方法和马尔可夫近似 2-4 已经发展起来，用于计算激光束传播的特性。但这些方法在某些条件下是近似的，因此它们的适用性有限，并且闪烁统计数据的理论计算非常困难，特别是当强度波动变大时。因此，开发了数值方法来更真实地表示大气湍流对激光束传播的影响。这些方法被称为光束传播方法 5 。这些方法的其他名称是分步傅里叶技术 6 和随机相位屏方法 7,8 。这里我们介绍激光束传播代码 LAtmoSim，它使我们能够评估大气对激光束波前的影响，并通过使用上述方法确定 AO 系统的设计参数。在本文中，我们还介绍了预测大气湍流强度的工作成果。光学湍流强度的定量测量称为折射率结构参数 C n
激光束在大气中传播的波前像差
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