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大气湍流随机相屏模拟方法研究

张建柱 张飞舟 吴毅

张建柱, 张飞舟, 吴毅. 大气湍流随机相屏模拟方法研究[J]. 强激光与粒子束, 2012, 24: 2318-2325. doi: 10.3788/HPLPB20122410.2318
引用本文: 张建柱, 张飞舟, 吴毅. 大气湍流随机相屏模拟方法研究[J]. 强激光与粒子束, 2012, 24: 2318-2325. doi: 10.3788/HPLPB20122410.2318
Zhang JianZhu, Zhang FeiZhou, Wu Yi. Methods for simulating turbulent phase screen[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2012, 24: 2318-2325. doi: 10.3788/HPLPB20122410.2318
Citation: Zhang JianZhu, Zhang FeiZhou, Wu Yi. Methods for simulating turbulent phase screen[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2012, 24: 2318-2325. doi: 10.3788/HPLPB20122410.2318

大气湍流随机相屏模拟方法研究

doi: 10.3788/HPLPB20122410.2318
详细信息
    通讯作者:

    张建柱

Methods for simulating turbulent phase screen

  • 摘要: 对几种模拟随机湍流相位屏的方法进行了总结,利用结构函数对每种方法进行了分析,并从Zernike多项式分解的思路和激光大气传输的角度,通过焦斑扩展和焦斑质心漂移对几种方法进行了完整比较,最后对湍流低频倾斜信息的补偿方式进行了探讨。通过分析发现:傅里叶变换(FFT)法模拟的相屏体现的湍流高频信息较充分,但低频信息不足;Zernike法模拟的相屏体现的湍流低频信息较充分,但高频信息不足。随着采用的Zernike多项式阶数的增加,其体现的高频信息会得到改善,但这些高频信息主要集中在圆域的边缘区域。分形法模拟的相屏体现的湍流高低频信息均较好。针对焦斑扩展和焦斑质心漂移,除分形法外,其他算法均存在不同缺陷。采用FFT法与Zernike多项式展开法相结合的方式或FFT法与湍流自相似理论相结合的方式模拟大气湍流随机相屏,也不失为一种较有效的方式,但从激光大气传输的角度来说,采用分形法模拟湍流随机相屏最好。
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-02-10
  • 修回日期:  2012-05-04
  • 刊出日期:  2012-10-15

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