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浅海环境中用于目标深度属性判别的线谱起伏特征量分析
1
作者 邓玉鑫 刘雄厚 杨益新 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期175-189,共15页
浅海环境中目标辐射线谱的起伏特征可用于水面、水下目标深度属性判别.已有研究未给出表征水面、水下线谱起伏差异的物理量性质,导致利用不同物理量进行目标深度属性判别时性能不佳.针对这一问题,本文从声源深度起伏所导致的线谱起伏出... 浅海环境中目标辐射线谱的起伏特征可用于水面、水下目标深度属性判别.已有研究未给出表征水面、水下线谱起伏差异的物理量性质,导致利用不同物理量进行目标深度属性判别时性能不佳.针对这一问题,本文从声源深度起伏所导致的线谱起伏出发,采用微分方法与统计方法对线谱起伏规律进行分析,研究了线谱起伏产生的物理机理,得到了适合用于水面、水下目标深度属性判别的物理量.首先,分别推导了复声压实部、声功率与声压幅值关于声源深度的导数关系式,得到了以上三种物理量在声源深度起伏时的起伏大小;其次,利用仿真实验数据从接收深度、声源水平距离、线谱频率等层面对理论推导进行验证,并对线谱的归一化起伏特征进行了分析.最后,利用海试数据验证了相关结论.结果表明,当声源的深度起伏时,水面、水下线谱的起伏差异源自各阶模态的相互作用.声源频率、声源水平距离、接收深度三种因素决定了模态间相互作用的性质.声压幅值适用于构建目标深度属性判别特征量,可用于表征低频线谱的强度起伏差异.数值仿真和海试数据处理结果表明,相较于声压实部和声功率,利用声压幅值构建的归一化水面、水下目标深度属性判别特征量具有更优性能. 展开更多
关键词 线谱起伏 深度属性判别 浅海环境 简正波
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第二红边带激发时强度涨落对两囚禁离子纠缠度的影响 被引量：2
2
作者 范朝阳 王中结 张晓东 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期314-320,共7页
利用双光子T-C模型研究了两囚禁离子与第二红边带经典激光场相互作用时的纠缠动力学.采用共生纠缠度标准,分析了两离子初态情况,激光强度涨落等主要因素对两离子纠缠动力学的影响,并与单光子J-C模型时情形作了适当对比.结果显示:1)激光... 利用双光子T-C模型研究了两囚禁离子与第二红边带经典激光场相互作用时的纠缠动力学.采用共生纠缠度标准,分析了两离子初态情况,激光强度涨落等主要因素对两离子纠缠动力学的影响,并与单光子J-C模型时情形作了适当对比.结果显示:1)激光强度涨落产生的噪声使两离子纠缠度随时间呈现类似指数衰减;2)两离子初态为混合态时,两离子纠缠度出现整体急剧下降;3)双光子和单光子激发时两离子纠缠度随时间的演化存在显著差别. 展开更多
关键词 纠缠动力学 强度涨落 平均光子数 共生纠缠度
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外反馈He-Ne激光器的非稳特性研究 被引量：1
3
作者 高晓明 张为俊 +5 位作者 韩亚农 周金运 季明 王沛 阎逢旗 周士康 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第8期992-995,共4页
报道了平面镜和自泵浦相位共轭镜反馈Ｈｅ－Ｎｅ激光器的非稳特性，观测了反馈镜位置对激光光强起伏及波动频率的影响，即在半腔长的整数倍附近，激光光强具有较大的起伏和秒量级的准周期振荡，并对其产生机理进行了分析。
关键词 光学反馈 光强起伏 波动频率
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多光束照明方式对平滑光强起伏效果的影响研究
4
作者 蔡静 王雁桂 +1 位作者 黎全 陈卫 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期27-28,共2页
基于多光纤耦合输出半导体激光作为照明光源的主动成像系统比较了多束非相干聚焦光束和准直光束平滑光强起伏的效果,分析了两种光束受湍流引起的光束短期扩展和束心抖动的异同,为多光束照明方式提供了参考。采用相位屏近似方法模拟激光... 基于多光纤耦合输出半导体激光作为照明光源的主动成像系统比较了多束非相干聚焦光束和准直光束平滑光强起伏的效果,分析了两种光束受湍流引起的光束短期扩展和束心抖动的异同,为多光束照明方式提供了参考。采用相位屏近似方法模拟激光大气传输,模拟结果表明对这种主动成像系统采取准直发射方式可以有效平滑光强起伏,而聚焦发射方式则不能实现此目的。 展开更多
关键词 多光束照明 光强起伏 光束扩展
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纵向运动双散射散斑场的动态特性研究 被引量：6
5
作者 孙虹 刘迎 马世宁 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期181-185,共5页
研究了慢纵向运动双散射散斑场的统计性质。得出纵向运动双散射散斑振幅自相关函数、强度涨落自相关函数，并由此得出，夫朗和费衍射区内的接收平面上任意点上的自相关函数是时间的非平稳随机过程，而在光轴附近小区域内，强度涨落自相... 研究了慢纵向运动双散射散斑场的统计性质。得出纵向运动双散射散斑振幅自相关函数、强度涨落自相关函数，并由此得出，夫朗和费衍射区内的接收平面上任意点上的自相关函数是时间的非平稳随机过程，而在光轴附近小区域内，强度涨落自相关函数是时间的平稳随机过程。相关时间与散射体纵向运动速度成反比，理论和实验结果相一致。 展开更多
关键词 纵向运动 双散射 散斑场 动态特性
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基于WMS光纤气体传感器频率偏差的抑制 被引量：1
6
作者 曹家年 张可可 +1 位作者 杨蕊 石建中 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第4期71-73,77,共4页
利用波长调制光谱(WMS)技术的光纤气体传感器进行痕量气体体积分数检测可以达到很高的检测灵敏度,离散数据采样过程中很难保证严格在吸收线中心频率处采样,频率偏差会使检测结果产生严重偏差。利用傅里叶级数展开分析WMS各次谐波信号,... 利用波长调制光谱(WMS)技术的光纤气体传感器进行痕量气体体积分数检测可以达到很高的检测灵敏度,离散数据采样过程中很难保证严格在吸收线中心频率处采样,频率偏差会使检测结果产生严重偏差。利用傅里叶级数展开分析WMS各次谐波信号,在采样过程中通过测量一次谐波的最大值与最小值取平均,获取与待测气体体积分数无关的一次谐波基线值,抑制频率偏差对系统检测精度的影响。以二次谐波峰值与一次谐波基线的比值作为系统的输出,有效地消除光强波动等因素带来的干扰。 展开更多
关键词 光纤气体传感器 波长调制光谱 频率偏差 光强波动
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强度涨落下标记配对相干态光源诱骗态量子密钥分配
7
作者 周淳 鲍皖苏 付向群 《中国科学：信息科学》 CSCD 2011年第9期1136-1145,共10页
本文刻画了标记配对相干态光源(HPCS光源)光子数分布的两条性质,基于三强度诱骗态编码方案,证明了HPCS光源满足强度涨落下量子密钥分配最终密钥生成率表达式的条件.数值模拟表明,HPCS光源的三强度诱骗态编码方案与理想方案(无穷诱骗态)... 本文刻画了标记配对相干态光源(HPCS光源)光子数分布的两条性质,基于三强度诱骗态编码方案,证明了HPCS光源满足强度涨落下量子密钥分配最终密钥生成率表达式的条件.数值模拟表明,HPCS光源的三强度诱骗态编码方案与理想方案(无穷诱骗态)的接近程度较高,该光源对强度涨落的稳定性要好于弱相干态光源,但明显比标记单光子源要弱. 展开更多
关键词 量子密钥分配 诱骗态 标记配对相干态光源 强度涨落
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大气激光通信中多光束传输性能分析和信道建模 被引量：49
8
作者 马东堂 魏急波 庄钊文 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期1020-1024,共5页
多光束传输技术是克服大气激光通信中大气湍流效应的有效途径之一。首先从理论上分析了大气湍流对多光束大气激光通信系统性能的影响和多光束大气传输的光强起伏特性 ,然后利用统计分析的方法 ,建立了一个以传输距离z、光束数目n、发射... 多光束传输技术是克服大气激光通信中大气湍流效应的有效途径之一。首先从理论上分析了大气湍流对多光束大气激光通信系统性能的影响和多光束大气传输的光强起伏特性 ,然后利用统计分析的方法 ,建立了一个以传输距离z、光束数目n、发射孔径之间的距离St、接收孔径Dr 等为参量的多光束大气传输信道模型。最后 ,结合相关文献提供的实验结果对该信道模型进行了实验验证和误码性能分析。结果表明 ,当St ≥ λz或Dr 远大于大气湍流相干长度 ρ0 时 ,随着n的增大 ,接收光强将趋于对数正态分布 ,降低了大气激光通信系统的误码率 ,从而验证了多光束传输对于克服大气湍流影响的有效性。 展开更多
关键词 大气光学 信道建模 大气激光通信 多光束传输 光强起伏 误码率
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激光在湍流大气中的光强起伏与光斑统计特征 被引量：9
9
作者 饶瑞中 王世鹏 +1 位作者 刘晓春 龚知本 《量子电子学报》 CAS CSCD 1998年第2期155-163,共9页
我们系统地研究了激光在湍流大气中的光强起伏与光斑统计特征。对数光强起伏的概率密度分布在弱起伏传播条件下大都接近于正态分布，其偏斜度一般为负，陡峭度一般为正。用五线段拟合法确定对数光强起伏频谱的无标度区间的标度指数，该... 我们系统地研究了激光在湍流大气中的光强起伏与光斑统计特征。对数光强起伏的概率密度分布在弱起伏传播条件下大都接近于正态分布，其偏斜度一般为负，陡峭度一般为正。用五线段拟合法确定对数光强起伏频谱的无标度区间的标度指数，该标度指数在一天中变化很大，大部分情况下与局地均匀各向同性湍流介质中的传播理论结果不符。在可靠地确定CCD背景信号的基础上，测量了湍流大气中的光斑，从数值运算和实验测量两方面分析了被湍流大气退化的光斑的形变特征，引入了适合工程应用的的描述方法。 展开更多
关键词 激光传输 大气湍流 光强起伏 光斑形变特征
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大气湍流对激光跟踪系统角精度的影响 被引量：14
10
作者 范承玉 宋正方 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 1995年第4期543-548,共6页
讨论了大气湍流对激光跟踪系统角精度的影响，利用相位屏法计算了大气湍流对激光跟踪系统引起的误差，计算表明，在正常条件下，大气湍流引起的跟踪误差，可达几十微弧度。
关键词 大气湍流 激光跟踪系统 相位屏法 跟踪误差 相位起伏 光强起伏 高斯分布
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星地光通信中PAT链路的衰落冗余 被引量：7
11
作者 马晶 高宠 +1 位作者 谭立英 于思源 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期308-314,共7页
在考虑大气闪烁、静态瞄准误差和瞄准抖动的影响下,导出了大天顶角和小天顶角传输链路的强度起伏概率密度函数,给出了跟踪中断概率随衰落冗余变化的关系表达式;最后分析了最佳的光束发散角,并对概率密度分布规律和跟踪中断概率随衰落冗... 在考虑大气闪烁、静态瞄准误差和瞄准抖动的影响下,导出了大天顶角和小天顶角传输链路的强度起伏概率密度函数,给出了跟踪中断概率随衰落冗余变化的关系表达式;最后分析了最佳的光束发散角,并对概率密度分布规律和跟踪中断概率随衰落冗余变化的规律进行了模拟分析。结果表明,对于上行和下行链路,光束发散角与瞄准抖动误差均方值的最佳比值为4和6。在最佳光束发散角下,要想确保链路跟踪中断概率小于10-3,上行链路需要10 dB的衰落冗余,下行链路需要3 dB的衰落冗余,克服了星地光通信中强度起伏对链路跟踪稳定性的影响,保证了在跟踪过程中链路所需要的衰落冗余。 展开更多
关键词 星地光通信 跟踪中断概率 衰落冗余 概率密度函数 强度起伏
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实际大气中无线光通信的系统差错性能 被引量：7
12
作者 李菲 侯再红 吴毅 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期34-39,共6页
无线光通信(FSO)系统的性能受大气湍流影响会产生剧烈波动。根据系统和大气参数评估系统差错性能的研究具有现实意义。以大气湍流信道和光电探测模型为基础,使用拟合概率分布替换常用的对数正态分布,建立了FSO系统差错性能的数学仿真模... 无线光通信(FSO)系统的性能受大气湍流影响会产生剧烈波动。根据系统和大气参数评估系统差错性能的研究具有现实意义。以大气湍流信道和光电探测模型为基础,使用拟合概率分布替换常用的对数正态分布,建立了FSO系统差错性能的数学仿真模型,改进了湍流条件下系统误码率计算公式,并且进行全天的验证实验。实验结果显示,光强概率分布对系统性能有显著的影响,原有公式在某些情况下的计算结果有较大偏差,而改进公式的计算结果具有更好的适应性和准确性。该改进公式可有效评估湍流条件下FSO系统性能,并为相关理论研究提供参考。 展开更多
关键词 大气光学 无线光通信 误码率 大气湍流 光强起伏 概率分布
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大气湍流对激光空间传输特性影响的实验研究 被引量：4
13
作者 姜楠 李晓英 +1 位作者 牛春晖 刘鑫 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期708-712,共5页
为了研究大气湍流对不同波长激光传输特性的影响,利用MATLAB对其进行了仿真,设计湍流模拟箱进行实验,将仿真和实验结果对比进行了理论分析和实验验证。对激光波前光强分布进行了观察与记录,并对不同波长激光束在相同大气条件下的光束漂... 为了研究大气湍流对不同波长激光传输特性的影响,利用MATLAB对其进行了仿真,设计湍流模拟箱进行实验,将仿真和实验结果对比进行了理论分析和实验验证。对激光波前光强分布进行了观察与记录,并对不同波长激光束在相同大气条件下的光束漂移和光强起伏做了测量与分析;就大气湍流对线偏振光的偏振态影响进行了实验观测。结果表明,随着大气湍流的增强,激光波前光强分布容易受到明显的影响;激光束的光强起伏随着波长的增大而减小,其方差最高到达2.79×10^(-2),而光束漂移则与波长无关,方差最高到达9.11×10^(-12);线偏振光受到湍流效应的影响,其光强产生随机变化,且随着湍流强度的提高,变化程度更剧烈。实验测试数据结果与大气湍流理论相符合,这对激光大气传输的研究具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 大气光学 大气湍流 光强闪烁 光斑漂移 线偏振光
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大气湍流对激光半主动制导精度的影响 被引量：4
14
作者 叶顺流 朱少岚 +1 位作者 孙启兵 阎德科 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期628-631,共4页
根据强度起伏导致的对数振幅方差和相位起伏导致的到达角方差,计算出由大气湍流引起的激光半主动制导跟踪系统的角误差,并通过专用软件仿真了大气湍流引起的角误差对激光半主动制导瞄准精度的影响。计算和仿真结果表明:大气湍流引起的... 根据强度起伏导致的对数振幅方差和相位起伏导致的到达角方差,计算出由大气湍流引起的激光半主动制导跟踪系统的角误差,并通过专用软件仿真了大气湍流引起的角误差对激光半主动制导瞄准精度的影响。计算和仿真结果表明:大气湍流引起的跟踪误差可达几十微弧度,导致制导系统的瞄准精度下降10%左右。 展开更多
关键词 激光半主动制导 强度起伏 相位起伏 跟踪误差 瞄准精度
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无线激光通信中的多光束发射技术研究 被引量：4
15
作者 柯熙政 谌娟 裴国强 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1-7,共7页
在大气激光通信中,大气湍流所引起的光强闪烁会严重影响通信系统的性能,导致系统误码率的增加,多光束发射是克服这种影响的有效方法。本文分析了用不同数目光束发射时的光强概率分布;以及多束光发射时接收端用不同直径的接收透镜进行接... 在大气激光通信中,大气湍流所引起的光强闪烁会严重影响通信系统的性能,导致系统误码率的增加,多光束发射是克服这种影响的有效方法。本文分析了用不同数目光束发射时的光强概率分布;以及多束光发射时接收端用不同直径的接收透镜进行接收时的光强概率分布,结果表明随着发射光束的增加、孔径直径的增大,光强概率分布更加趋于正态分布,光强概率的均值增大。文中还分析了多光束发射的归一化相关系数和光强方差的关系以及多光束发射在不同湍流环境下的误码率性能,分析结果表明多光束发射系统可以很好地改善接收面的光强起伏,降低系统的误码率。 展开更多
关键词 激光通信 大气湍流 光强起伏 多光束发射 误码率
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基于大气湍流效应的双波长激光传输特性实验研究 被引量：4
16
作者 袁纵横 张静 +1 位作者 张文涛 朱宝平 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期686-690,共5页
为研究大气湍流作用下不同波长激光信号的传输特性,建立了基于双波长条件下的激光光束传输实验测试系统,在此基础上进行了室外实验测量,得到了双波长光束同信道传输时的光束漂移和光强起伏变化的测试数据。实验结果表明,大气湍流对激光... 为研究大气湍流作用下不同波长激光信号的传输特性,建立了基于双波长条件下的激光光束传输实验测试系统,在此基础上进行了室外实验测量,得到了双波长光束同信道传输时的光束漂移和光强起伏变化的测试数据。实验结果表明,大气湍流对激光信号的传输具有较大的影响,且光强的闪烁系数与波长有很大的关系,选择波长较长的激光束可减少湍流对光强起伏的影响;光束质心漂移具有很大的随机性,且其质心变化与波长之间无明显的直接联系。实验测试数据结果与大气湍流理论相符合,对空间大气通信具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 大气光学 光通信 湍流效应 光斑质心漂移 光强起伏
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主动照明强度相干成像散斑效应仿真及实验研究 被引量：3
17
作者 李冲 高昕 +2 位作者 秦星 李希宇 陆长明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期43-50,共8页
简述了强度相干成像原理,分析了照明激光散斑效应,并仿真了散斑效应对频谱模值的影响,利用数字微镜阵列设计实验,根据自适应望远镜测得的波前数据设置数字微镜阵列翻转状态,对不同目标采集光强涨落信息,利用基于先验信息的迭代算法进行... 简述了强度相干成像原理,分析了照明激光散斑效应,并仿真了散斑效应对频谱模值的影响,利用数字微镜阵列设计实验,根据自适应望远镜测得的波前数据设置数字微镜阵列翻转状态,对不同目标采集光强涨落信息,利用基于先验信息的迭代算法进行图像恢复.结果表明:目标散斑光场强度涨落服从负指数分布;散斑光场使得目标频谱模值高频部分出现误差;利用基于先验信息的迭代算法能较好地恢复目标图像,目标恢复图像峰值信噪比最高可达29.87dB. 展开更多
关键词 强度相干成像 主动照明 散斑效应 光强涨落 图像恢复
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线性啁啾高斯脉冲堆积中的强度起伏频率(英文) 被引量：2
18
作者 郑欢 王安廷 +1 位作者 许立新 明海 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2013-2018,共6页
基于谱分析方法系统研究了多个线性啁啾高斯脉冲堆积的强度起伏频率。首先基于傅里叶变换方法分别分析并模拟了两路和多路线性啁啾高斯脉冲堆积,讨论了等幅度、等延迟多路线性啁啾高斯脉冲堆积的情况下,起伏频率与初始高斯脉冲的数目与... 基于谱分析方法系统研究了多个线性啁啾高斯脉冲堆积的强度起伏频率。首先基于傅里叶变换方法分别分析并模拟了两路和多路线性啁啾高斯脉冲堆积,讨论了等幅度、等延迟多路线性啁啾高斯脉冲堆积的情况下,起伏频率与初始高斯脉冲的数目与啁啾系数、时间延迟和脉冲宽度的关系,并简要分析了多路线性啁啾高斯脉冲堆积的一般情况。结果表明,在堆积脉冲的强度谱中存在一系列分立的频率边带,这些频率边带对强度起伏有贡献。高频的频率边带由于幅度交叠的部分较少,所以对强度起伏贡献较少。强度起伏频率随初始啁啾高斯脉冲啁啾系数和时间延迟的增大而增大,随脉冲宽度的减小而增大。 展开更多
关键词 脉冲整形 脉冲堆积 强度起伏 线性啁啾高斯脉冲
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交叉色关联噪声驱动的单模激光系统统计性质研究 被引量：2
19
作者 王兵 邵继红 吴秀清 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期1377-1382,共6页
采用交叉色关联的加性色噪声和乘性色噪声驱动的单模激光立方模型,通过诺维科夫理论和福克斯近似以及斯特拉托诺维奇近似,得到反映激光统计性质的强度关联函数C的表达式;研究关联时间τ、净增益系数a0和交叉关联强度λ对强度关联函数C... 采用交叉色关联的加性色噪声和乘性色噪声驱动的单模激光立方模型,通过诺维科夫理论和福克斯近似以及斯特拉托诺维奇近似,得到反映激光统计性质的强度关联函数C的表达式;研究关联时间τ、净增益系数a0和交叉关联强度λ对强度关联函数C的影响.数值模拟发现,在阈值以上(a0>0)时,关联函数C随关联时间τ的增大而增大;在阈值以下(a0<0)时,关联函数C随关联时间τ的增大而减小.无论在阈值以上还是阈值以下,关联函数C均随交叉关联强度λ的增大而减小.在C-a0曲线上存在单峰. 展开更多
关键词 单模激光 交叉关联 强度涨落 强度关联函数
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SPGD算法光束净化中光强起伏对校正效果的影响研究 被引量：2
20
作者 王小林 王三宏 +5 位作者 周朴 马浩统 马阎星 许晓军 刘泽金 赵伊君 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1396-1401,共6页
尽管无波前传感自适应光学技术可不受闪烁效应等波前畸变条件的限制,能够有效地补偿高能激光的波前畸变以提高光束质量,但是激光器光强起伏和噪声干扰对校正效果却存在严重的影响。分析了光强起伏和噪声干扰对随机并行梯度下降(SPGD)算... 尽管无波前传感自适应光学技术可不受闪烁效应等波前畸变条件的限制,能够有效地补偿高能激光的波前畸变以提高光束质量,但是激光器光强起伏和噪声干扰对校正效果却存在严重的影响。分析了光强起伏和噪声干扰对随机并行梯度下降(SPGD)算法光束净化效果的影响,并进行了相关实验研究。理论分析表明,在光强起伏频率大于等于算法扰动频率时,系统性能随着光强起伏增加而降低;在低频光强起伏时,SPGD算法的抗干扰能力较强。为消除光强起伏对校正效果的影响,提出采用桶中功率作为系统性能评价函数的光束净化方案,理论分析和实验结果都表明,该方案能够有效地消除光强起伏和噪声干扰对校正效果的影响,实现接近校正极限的理想校正效果。 展开更多
关键词 激光光学 光束净化 随机并行梯度下降算法 光强起伏 性能评价函数 桶中功率
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