高斯光束在大气湍流中传输时的相位屏、灰度图及光强变化

资 源 简 介

高斯光束在大气湍流中传输时的相位屏、灰度图及光强变化

详 情 说 明

高斯光束在大气湍流中传输时的光学特性变化是激光通信和遥感领域的重要研究课题。当高斯光束通过湍流大气时，其波前相位和光强分布会经历复杂的动态变化过程。

相位屏模拟是研究湍流效应的常用方法，它通过在传输路径上插入随机相位扰动来再现大气折射率起伏造成的影响。这些相位屏会导致光束波前产生畸变，表现为相位图中的不规则波纹结构。随着传输距离增加，相位畸变会不断累积，最终导致光束质量下降。

在灰度图观察中，可以直观看到光束截面的光强分布变化。理想高斯光束具有平滑的轴对称强度分布，而经过湍流扰动后，光斑会呈现破碎、分裂等特征。这种畸变程度与湍流强度和传输距离密切相关。

光强变化特性表现为闪烁效应和展宽效应。光束中心光强会出现随机起伏（闪烁），同时整个光斑尺寸会逐渐扩大。特别在强湍流条件下，可能出现多峰分布和光束漂移现象。这些效应直接影响激光系统的传输效率和信号质量。